В 1970-х годах произошел значительный поворот в развитии стратегических крылатых ракет (КР). Если ранее акцент делался на увеличении скорости, высоты и мощности, то новые приоритеты включали дозвуковую скорость, малые габариты, низкую заметность и способность летать на предельно малой высоте с огибанием рельефа местности, обеспечивая при этом большую точность доставки боезаряда к цели.
Появление нового поколения КР стало возможным благодаря ряду технологических достижений:
- Уменьшение размеров ядерных боевых частей.
- Интегральная схема в электронике (микроэлектронное устройство, представляющее собой совокупность большого числа электронных компонентов, объединенных на одной полупроводниковой пластине).
- Появление портативных цифровых вычислительных машин.
- Разработка компактных турбореактивных двигателей и высокоэнергетических видов топлива.
- Использование новых материалов для планеров летательных аппаратов.
Автокорреляционная система наведения
Полеты на сверхмалых высотах, несмотря на их сложность и невыгодность с точки зрения дальности, стали возможны благодаря разработке новой автокорреляционной системы наведения.
Что такое автокорреляционная система наведения ?
Представьте себе, что крылатая ракета – это стрела, выпущенная в движущуюся мишень. Чтобы попасть точно, стрела должна постоянно корректировать свой курс. Автокорреляционная система наведения помогает ракете делать именно это, как будто она сама "видит" цель и понимает, куда нужно лететь.
Как это работает:
- Перед запуском ракеты создается своеобразный "отпечаток" цели – это может быть карта местности, радиосигнал или даже тепловое изображение.
- Во время полета ракета постоянно сравнивает полученные сигналы от реальной цели с этим "отпечатком".
- Система наведения ищет совпадения между "отпечатком" и реальным сигналом.
- Если совпадение не идеальное, система корректирует курс ракеты, чтобы привести ее к цели.
Разработка и принятие на вооружение Х-55
В СССР практические работы по новой концепции КР начались после получения сведений об аналогичных разработках в США. 8 декабря 1976 года было принято правительственное постановление о разработке КР воздушного базирования, которую вело специализированное проектно-конструкторское бюро «Радуга» в городе Дубна. Разработка новой КР стала приоритетной задачей, и на неё работало более 100 научно-исследовательских, конструкторских и промышленных организаций.
Например, бортовая электронная система управления (БСУ-55) - комплекс устройств и программного обеспечения, установленный на борту ракеты, предназначенный для автоматического управления его движением, ориентацией и другими параметрами полета, разрабатывался в ОКБ «Марс».
В Московском НПО «Союз», специально для крылатых ракет был разработан Р95-300 «Изделие 95» - малогабаритный короткоресурсный двухконтурный турбореактивный двигатель. Это означает, что он имеет два контура: внутренний и внешний. Внутренний контур отвечает за создание основной тяги, а внешний – за улучшение экономичности двигателя на крейсерском режиме.
Внутренний контур: Воздух засасывается в компрессор, сжимается и подается в камеру сгорания, где смешивается с топливом и сгорает. Образовавшиеся горячие газы расширяются в турбине, вращая ее, и затем выходят через сопло, создавая тягу.
Внешний контур: Часть воздуха минует камеру сгорания и смешивается с горячими газами из внутреннего контура перед выходом из сопла. Это позволяет снизить температуру газов, выходящих из сопла, и увеличить эффективность двигателя.
Р95-300 – это выдающийся пример советской инженерии. Этот компактный и мощный двигатель сыграл важную роль в развитии крылатых ракет и продолжает использоваться по сей день. Его надежность и эффективность сделали его одним из самых успешных двигателей в своем классе.
Ключевые этапы разработки и принятия Х-55
- В 1978 году первые ракеты («изделие 120») были собраны в Дубне.
- В апреле 1978 года было принято постановление о серийном выпуске ракет на Харьковском авиапромышленном объединении.
- 25 декабря 1979 года было принято решение о принятии КР на вооружение под обозначением Х-55.
- 23 февраля 1981 года состоялся первый пуск серийной Х-55 со стратегического бомбардировщика Ту-95МС.
- 31 декабря 1983 года на вооружение был принят авиационный ракетный комплекс, включающий самолет-носитель Ту-95МС и КР Х-55.
- В августе 1987 года состоялись первые пуски Х-55 с новейшего стратегического бомбардировщика Ту-160.
- В декабре 1986 года производство Х-55 было переведено на Кировское МПО им. XX партсъезда («Авитек»).
Устройство ракеты
Х-55 выполнена по нормальной аэродинамической схеме с убираемым крылом и хвостовым оперением, а также убираемым двигателем. Фюзеляж ракеты в основном представляет собой топливный бак, внутри которого в герметичных отсеках размещаются блоки, узлы и системы. Силовой набор фюзеляжа выполнен из рам-шпангоутов сложного профиля. Носовой контейнер с боевой частью (головной кок), крыло и хвостовое оперение выполнены из композиционных материалов. ТРДД Р-95-300 выдвигается вниз на подфюзеляжном пилоне.
Система наведения - комбинированная автономная автокорреляционная с БЦВМ (бортовая цифровая вычислительная машина) - является "мозгом" крылатой ракеты, определяющим ее точность, дальность полета и способность поражать различные цели.
Инерциальная навигационная система сопряжена с доплеровским измерителем скорости и сноса и системой коррекции по рельефу местности. Давайте разберем системы на части и определим какую функцию они выполняют:
- Инерциальная навигационная система: Это как внутренний компас и акселерометр ракеты. Она определяет положение и скорость ракеты по ее собственным измерениям ускорения, без необходимости внешних сигналов. Представьте, что вы закрыли глаза и пытаетесь определить, куда вы движетесь, ощущая, как ваше тело ускоряется или замедляется.
- Доплеровский измеритель скорости и сноса: Этот прибор измеряет скорость ракеты относительно земли, используя эффект Доплера. Представьте, что ракета излучает радиоволны, которые отражаются от земли. Изменяя частоту этих волн, можно определить скорость ракеты. Это как полицейский радар, но для ракет.
- Система коррекции по рельефу местности: Эта система сравнивает данные, полученные от радара, с заранее загруженной картой местности. Если ракета отклоняется от заданного курса, система корректирует ее траекторию. Это как автомобильный навигатор, который постоянно сверяется с картой и говорит вам, куда повернуть.
После сброса с самолета-носителя ракета «выпускает» крыло и двигатель, раскрывает хвостовое оперение и следует к цели на высоте 40-110 м, обходя препятствия и группы ПВО. Коррекция траектории осуществляется на нескольких участках с помощью радиовысотомера и цифровой системы. На максимальных дальностях достигнуто круговое вероятное отклонение порядка 100 м, такой точности достаточно, если ракета несет ядерную боевую часть.
Разработка КР увеличенной дальности - Х-55СМ
В июне 1983 года было принято решение о разработке КР увеличенной дальности, обозначенной как ХМ-55СМ. Главным отличием Х-55СМ стали сбрасываемые конформные топливные баки по бортам фюзеляжа. Первый пуск Х-55СМ с борта Ту-160 состоялся 22 октября 1992 года. Модификация Х-55ОК получила оптико-электронный коррелятор для коррекции траектории по телевизионному изображению района цели.
Оптико-электронный коррелятор - это сложный прибор, который сравнивает изображение, полученное с камеры ракеты, с заранее загруженным изображением цели. Представьте, что это как система распознавания лиц: ракета "смотрит" на цель и сравнивает ее с "фотографией", которая у нее есть.
Разработка и внедрение крылатых ракет Х-55 и их модификаций стали важным шагом в развитии стратегических вооружений, обеспечив высокую точность и эффективность при полетах на сверхмалых высотах и сложных маршрутах.