ОТ ТОРПЕДЫ ДО ПРОТИВОЛОДОЧНОГО КОМПЛЕКСА
Е.С. Шахиджанов
Разработка противолодочного оружия теснейшим образом связана с совершенствованием подводных лодок, морских и авиационных носителей, ракетной техники, а также систем обнаружения и целеуказания, что, в свою очередь, предполагает использование новейших достижений науки, техники и технологии.
В ходе Первой мировой войны на морском театре военных действий впервые применялись торпеды и подводные лодки. Они зарекомендовали себя одним из весьма эффективных компонентов флотов, а торпедное оружие - незаменимым средством поражения крупных морских целей. Так, только Россией было применено около 300 торпед [1].
Во время Второй мировой войны стало ясно, что мины и глубинные бомбы не способны успешно противостоять подводным лодкам, боевые качества которых непрерывно возрастали. Кардинально изменить ситуацию могло только такое оружие, которое обладает мощным боевым зарядом и обеспечивает высокую точность попадания в маневрирующую на различных глубинах подводную лодку.
Поэтому после войны все ведущие морские державы мира (Великобритания, СССР, США, Франция) начали активные разработки нового поколения противолодочного оружия на базе управляемых и самонаводящихся торпед - тяжелых (калибра 533 мм) для морских носителей и легких (калибра 324 мм) для авиационных носителей [2]. Основные научно-технические проблемы заключались в том, чтобы обнаружить подводную лодку на различных глубинах, обеспечить управляемое движение по сближению с нею со скоростью, которая не менее чем в полтора-два раза превышает скорость лодки.
В условиях весогабаритных ограничений, диктуемых носителями, совершенство торпеды определялось энергоемкостью, мощностью силовой установки и, кроме того, возможностями систем самонаведения обнаружить и удерживать цель, вырабатывая сигналы управления с высокой точностью в условиях морской среды.
В результате интенсивной деятельности по созданию самонаводящихся и управляемых противолодочных торпед и совершенствования базовых образцов основные морские державы имели к началу 60-х годов тяжелые противолодочные торпеды калибра 533 мм для подводных лодок и надводных кораблей, а также легкие или малогабаритные торпеды калибра 324 мм для морской авиации и в качестве боевых частей ракетных и минных комплексов. Например, на вооружении ВМС США и ряда других стран с 1957 по 1967 г.г. находилась малогабаритная торпеда Мк-44 (скорость 30 уз, дальность 5.5 км, боевой заряд 34 кг), способная поразить цели на глубине до 300 м [3]. Тяжелая торпеда калибра 533 мм типа Мк-45 (скорость 40 уз, дальность до 16 км) поражала цели на глубине до 200 м взрывом ядерного боевого заряда с тротиловым эквивалентом 10-30 килотонн.
В СССР в 1958 г. была принята на вооружение первая отечественная торпеда СЭТ-53, имевшая скорость 23 уз, дальность хода до 7.5 км. Эта торпеда, созданная коллективами НИИ-3 и НИИ-400 под руководством В.М. Шахновича и главного конструктора В.А. Поликарпова, в дальнейшем модернизировалась. Скорость была доведена до 29 уз, а дальность хода - до 14 км. Отечественные торпеды, созданные НИИ-400 в этот период, не уступали по своим основным тактико-техническим параметрам зарубежным аналогам [4].
В целом для данного этапа развития противолодочного оружия, который завершился в 60-е годы, характерно применение в качестве энергосиловой установки торпеды электрических источников (батарей); электродвигателей, вращавших винты; акустической пассивной двухплоскостной системы самонаведения с обработкой информации на аналоговых специальных приборах; платформенной системы управления и неконтактного взрывателя для подрыва боезаряда. Все это обеспечивало достаточную эффективность в борьбе с дизельными подводными лодками.
В результате многократных модернизаций упомянутые технические решения по основным агрегатам торпеды стали близкими к предельно достижимым, но для кардинального улучшения тактико-технических характеристик торпед и противолодочного оружия в целом нужны были новые подходы и решения.
Появление в конце 50-х-начале 60-х годов атомных ракетоносных и многоцелевых подводных лодок с их небывалой мощью, большой скоростью и глубиной автономного плавания привело к тому, что противолодочные торпеды утратили свою эффективность [5]. Начался новый этап в развитии средств борьбы с атомными подводными лодками. Усилия были сосредоточены не только на том, чтобы улучшить характеристики торпед, но и на создании нового типа противолодочного оружия - ракетных комплексов типа "ПЛ-воздух-ПЛ", "НК-воздух-ПЛ", где в качестве носителя используются баллистические или крылатые ракеты, а в качестве боевой части - спецзаряд или малогабаритная самонаводящаяся торпеда. Для обнаружения и целеуказания здесь применяются как соответствующие комплексы надводного корабля или подводной лодки, так и данные морской авиации и космической разведки.
Начиная с 70-х годов и до настоящего времени создаются и модернизируются новые поколения противолодочных торпед: малогабаритные Мк-46 - в США, "Стингрей", "Тайгерфиш" - в Великобритании, "Мурена" - во Франции; тяжелые Мк-48 - в США.
Применение тепловых энергосиловых установок, поршневых двигателей, активно-пассивных головок самонаведения, где цифровая обработка информации ведется на мощных процессорах, более мощных взрывчатых веществ для боевых зарядов позволило повысить скорость до 45-50 уз, дальность - до 10-15 км для малогабаритных торпед и до 40 км для тяжелых, глубину поражения цели - до 600 м.
Кроме того, в США и странах НАТО разрабатывались противолодочные ракетные комплексы ASROC, Sea Lance (для подводных лодок), SUBROC (для надводных кораблей), существенно сокращающие время, необходимое для поражения подводной лодки на значительных расстояниях. Однако конечная эффективность неядерных вариантов этих комплексов в значительной степени определяется боевой частью, то есть малогабаритной торпедой.
НПО "Гидроприбор" разработало в этот период тяжелые и малогабаритные торпеды, в которых также воплотились новые технические решения. Тактико-технические характеристики этих торпед находятся на уровне зарубежных образцов.
В 60-70-е годы коллектив МИТ во главе с главным конструктором Н.П. Мазуровым создал первый ракетный противолодочный комплекс (РПК) "Вихрь" для надводных кораблей, в котором неуправляемая баллистическая ракета несет спецбоевую часть (СБЧ), а МКБ "Новатор" во главе с главным конструктором Л.В. Люльевым - ракетный комплекс "ПЛ-воздух-ПЛ" с ракетой с инерциальной системой управления полетом и СБЧ, выстреливаемой из торпедных аппаратов калибра 533 мм [6].
В 1973 г. на вооружение надводных кораблей был принят управляемый РПК "Метель" с теле¬управляемой крылатой ракетой, разработанный дубненским МКБ "Радуга" во главе с главным конструктором А.Я. Березняком совместно с ВНИИ "Альтаир" (главный конструктор - Т.Н. Волгин). Боевая часть - самонаводящаяся торпеда АТ-2УМ - разработана НИИ "Гидроприбор" (главный конструктор - B.C. Осипов).
Все эти комплексы были модернизированы в 80-х годах и вместе с новым поколением торпед составили основу противолодочного оружия, которое не уступало, а зачастую и превосходило зарубежные образцы по своим тактико-техническим характеристикам.
Вместе с тем в значительной степени благодаря опережающему развитию ракетной техники, успехам фундаментальной науки, гидродинамики, математики, и в частности решению акустических задач обратного рассеяния, в нашей стране сформировались не имеющие аналогов за рубежом направления противолодочного оружия: авиационные противолодочные самонаводящиеся ракеты (АПР) и скоростные противолодочные подводные ракеты (СПР).
Самонаводящаяся противолодочная ракета призвана вооружить противолодочные самолеты, оснащенные автоматизированными система-ми обнаружения, целеуказания и вывода носителя в точку атаки, скоростным противолодочным оружием, которое дополняло их главные качества - внезапность и быстродействие. С самого начала работы велись при непосредственном участии генеральных конструкторов, академиков А.Н. Туполева и С.В. Ильюшина.
Под руководством доктора технических наук А.В. Минаева были впервые получены уникальные результаты по совместимости работающего под водой ракетного двигателя с акустической системой наведения, что легло в основу создания первой АПР-1 [7].
В разработке качественно новой противолодочной ракеты наряду с Государственным специальным конструкторским бюро (ГСКБ-47) принимал участие целый ряд специализированных предприятий и научно-исследовательских институтов ВВС. Созданием системы управления и наведения руководил главный конструктор ЦНИИ-173 Я.И. Рубинович, а ракетного двигателя на твердом смесевом топливе - В.В. Гучков. Работу сначала возглавил главный конструктор С.С. Бережков, а продолжил и завершил главный конструктор А.И. Зарубин.
В наиболее полной мере принцип внезапности и быстродействия реализован в разработанной ГНПП "Регион" ракете АПР-2 с калибром 350 мм. Этого удалось достичь благодаря применению оригинальной схемы действия без включения двигателя при поиске и атаке цели с высокой скоростью (> 60 уз), предусматривающей наведение на цель до контакта при маневренности ракеты в 2-3 раза выше маневренных качеств торпед; созданию многоканальной активно-пассивной системы наведения, позволяющей выделять полезный сигнал на фоне шумов (которые более чем в 2 раза превышают его уровень) за счет применения корреляционно-фазового метода обработки гидроакустической информации в сочетании с методами согласованной фильтрации и амплитудной селекции, что практически исключает отвлечение ракеты на естественные и искусственные помехи; ударозащищенной головке самонаведения с широкоугольной диаграммой направленности, обеспечивающей все режимы боевого применения с противолодочных самолетов и вертолетов, обнаружение цели в режиме поиска за время, не превышающее 20 сек на дистанциях 1.5-2 км, и исключающей потерю акустического контакта при подходе к цели под любым ракурсом. Достигнута вероятность поражения цели 0.7-0.85 при времени выполнения боевой задачи 1-2 мин [8]. Под шифром АПР-2Э ракета, получившая высокую оценку специалистов за свои боевые и эксплуатационные качества, поставляется в ряд зарубежных стран.
В работу по созданию АПР-2 наибольший вклад внесли главный конструктор В.В. Богомягков, профессор МГУ В.А. Буров, специалисты ГНПП "Регион" B.C. Грудинин, В.А. Рааг, Л.И. Анашин, Г.А. Яковлев, Ф.С. Зырянов, НПО "Импульс" - Ю.С. Важное. Новизна созданной в России скоростной противолодочной подводной ракеты заключается в движении под водой в режиме развитой кавитации, когда основная часть корпуса раке¬ты охвачена парогазовой полостью - каверной [9]. При этом резко снижается гидродинамическое сопротивление и достигается высокая скорость подводного движения, в 3-5 раз превышающая скорость обычных торпед, движущихся в режиме сплошного обтекания.
Реализация высокоточного подводного движения ракет обусловлена прежде всего фундаментальными исследованиями неуправляемого и управляемого движения тел в режиме развитой кавитации, взаимодействия реактивной струи (газовой, газожидкостной, водяной) с каверной, принципов длительного устойчивого управляемого движения при кавитационном обтекании тела.
Эти работы были начаты в конце 40-х годов в филиале ЦАГИ под руководством академика Л.И. Седова флотскими офицерами-учеными, сотрудниками Института ВМФ, академиком Г.В. Логвиновичем, который с 1950 г. является бессменным научным руководителем в области теоретических и прикладных вопросов гидродинамики развитых кавитационных течений применительно к кавитирующим ракетам.
Уже к концу 50-х годов результаты исследований позволили прийти к научно обоснованному выводу о создании скоростной подводной кавитирующей ракеты. Этот вывод поддержали тогдашний главком ВМФ адмирал С. Горшков, адмирал П.Г. Котов, начальник минноторпедного управления ВМФ вице-адмирал Б.Д. Костыгов, а также академики АН СССР А.П. Александров и В.А. Трапезников.
Российскими учеными и конструкторами были найдены уникальные теоретические, экспериментальные и конструкторские решения, в частности по обоснованию гидродинамических схем кавитирующих ракет с подводными органами управления изменяемой геометрии, выполняющими функции образования каверны и управления движением ракеты на участках сплошного, смешанного и кавитационного обтекания.
Для достижения высоких технических характеристик подводной ракеты, имеющей скорость движения под водой свыше 100 м/сек (200 уз), важно не только обеспечить многократное снижение сопротивления движению. Кроме того, необходимы высокоэффективный ракетный двигатель, а также системы управления и стабилизации.
Роль энергосиловой установки был призван выполнять прямоточный гидрореактивный двигатель на гидрореагирующем топливе. Его удельный импульс в несколько раз выше, чем у известных ракетных двигателей за счет того, что в качестве рабочего тела и окислителя используется забортная вода, а в качестве топлива - гидрореагирующие металлы. Разработки этого уникального двигателя, начатые в 60-х годах по инициативе и под руководством М.С. Меркулова, завершились в 70-х годах коллективом ГНПП "Регион", возглавляемым Е.Д. Раковым. Одновременно велись изыскания (под руководством автора этих строк) с целью получить единственные в своем роде твердые гидрореагирующие топлива, а также в области конструирования зарядов большой массы и разработки технологии их изготовления. Была создана автономная система управления, имеющая переменную структуру и использующая принципиально новый способ управления подводным ходом ракеты по глубине, обусловленный наличием каверны (руководитель - главный конструктор системы управления И.М. Сафонов).
Первая в мире кавитирующая скоростная подводная ракета являла собой выдающееся достижение российской науки и техники, которое открыло путь дальнейшим перспективным образцам подводного оружия этого типа, обладающим высокими тактико-техническими данными. Среди основных отличительных свойств этого вида оружия следует назвать минимальное время до¬ставки боевой части к цели (несколько десятков секунд, в зависимости от дистанции), что в сочетании с автономным программным управлением и полностью подводной траекторией практически исключает уклонение и противодействие со стороны подводной лодки. И еще: мощное боевое воздействие на корпус цели, возможность эффективного применения на мелководье и подо льдами Арктики, групповое (залповое) и универсальное использование. Введение в боезапас подводных лодок первой СПР повысило боевую эффективность комплекса ракетно-торпедного вооружения в 2 раза.
Перспективные подводные лодки будут отличаться повышением скрытности, маневренных качеств, прочности и живучести. Они будут оснащены средствами активной и пассивной противоторпедной защиты, мощным гидроакустическим комплексом и высокоавтоматизированным комплексом управления боевыми действиями [3].
Поэтому особую актуальность приобретает комплексирование всех средств обнаружения, целеуказания и противолодочного оружия в сочетании с быстрой обработкой информации и реализацией оптимального алгоритма применения противоторпедного оружия в конкретной ситуации.
Время решения боевой задачи по поражению подводной лодки противника, помехозащищенность и широкий диапазон по условиям применения ("мелкое море", высокие широты) становятся важнейшими характеристиками, которыми в наибольшей мере обладают надводные и подводные ракетные комплексы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Коршунов ЮЛ., Успенский Г.В. Торпеды Российского флота. С.-П.: Гангут, 1993.
2. Клейн Ю. Авиационные противолодочные торпеды // Зарубежное военное обозрение. 1995. № 7.
3. Королев В.Н., Панов A.M. Современное состояние и развитие средств противоторпедной обороны подводных лодок // Обзор № 5548. НТЦ "Информ-техника". М., 1993.
4. Алафузов Н., Хведченя В. Российские торпеды на экспорт// Военный парад. 1995. Ноябрь-декабрь.
5. Худяков Л.Ю. Подводные лодки XXI века. С.-П.: Малахит, 1994.
6. Широколад А. Противолодочная подводная ракета ВА-111 "Шквал" // Техника и оружие. 1996.
7. Минаев А. АПР-1. История создания // Техника молодежи. 1995. № 9.
8. Лисичко М.П. Главный конструктор. Авиационная противолодочная ракета АПР-2Э // Военный парад. 1996. Март-апрель.
9. ЛитовкинД. "Шквал" настигает под водой // Красная звезда. 1995. 22 декабря.
ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 66 № 11 1996
