Исраил 95REG (israil_95reg) wrote,
Исраил 95REG
israil_95reg

Category:

По поводу БПЛА. Огневое поражение и физический перехват. Часть 13

1.3.3.1. Артиллерийские средства поражения БПЛА

Рассмотрим вариант применения против БПЛА средств артиллерийского вооружения – ЗАУ и ЗПУ. Данные средства, в настоящее время рассматриваются как наиболее перспективные для борьбы с малогабаритными БПЛА, а также как средства перекрытия "мертвой зоны" ракетного вооружения ЗРК ПВО. Правило знаков и определение промаха снаряда Dp при прохождении окрестности БПЛА показано на рисунке ниже. Исходя из конструктивных особенностей БПЛА можно выделить две зоны поражения, попадание снаряда в которые приводит к различным последствиям.



К определению величины промаха снаряда и зон поражения


Первая зона – область гарантированного поражения. Это область, попадание снаряда в которую приводит к неизбежному разрушению конструкции БПЛА. Например, для многодвигательного БПЛА со взлётной массой 100-150 кг диаметр этой зоны составляет 0,95 м.

Вторая зона – область возможного поражения, которая обусловлена низкой конструктивной плотностью БПЛА, что существенно снижает вероятность попадания снаряда в какой-либо значимый элемент конструкции с последующим его разрушением.

При этом, надо иметь ввиду, что разрушение периферийного элемента конструкции может привести к нарушению его целостности и потере функциональной работоспособности, но не всегда может привести к такому же эффекту для всего БПЛА. Например, поражение лопасти и её разрушение одного из воздушных винтов малого БПЛА (количество воздушных винтов не менее 4) приведёт к полной утрате функциональной работоспособности одного винта, а для всего БПЛА это приведёт лишь к снижению его эксплуатационных возможностей.



На рисунке ниже показаны результаты численного эксперимента из работы, по оценке величин промахов снарядов для различных дальностей стрельбы и скорости Vц полёта малого БПЛА. По оси абсцисс отложено время прохождения минимального значения Dp с начала стрельбы. По оси ординат отложены значения промахов Dp с учётом выбранного правила знаков.

Промахи снарядов в очереди из 16 снарядов для условий точного прицеливания с упреждением


Из результатов модельных исследований, представленных на рисунке, следуют следующие выводы:

- стрельба по многодвижетельным малым БПЛА с малых дистанций более эффективна при малых и околонулевых их скоростях полёта;
- применение ЗАУ (ЗПУ) не может быть эффективным при стрельбе по малогабаритным БПЛА в любых условиях;
- точность прицеливания оказывает определяющее значение для эффективности стрельбы.

Таким образом, для повышения эффективности поражения БПЛА артиллерийским вооружением требуется использование инструментальных средств наведения и автоматического вычисления углов упреждения

1.3.3.2. Ракетные средства поражения БПЛА

Оценка поражаемости БПЛА управляемым ракетным вооружением осуществлялась путём моделирования системы "ракета ПЗРК – воздушная цель". Ракеты ПЗРК были выбраны т.к. именно они являются основным средством поражения против наиболее сложных целей – малогабаритных и маневренных БПЛА, как в составе ЗРК "Стрела" и "M1097 Avenger", так и самостоятельно. При этом моделировалось движение ракеты как твёрдого тела с учётом изменения во времени массы, экваториального момента инерции и тяги порохового двигателя.

Рассматриваемые типы ракеты ПЗРК представлены в таблице 1. В качестве модельного образца использовалась гипотетическая ракета ПЗРК с усреднёнными характеристиками – таблица 2




Моделирование осуществлялось при следующих допущениях:
- ветер отсутствует;
- характеристики ГСН идеальны и постоянны;
- атмосфера прозрачна, метеорологическая дальность видимости более20 км;
- тяга двигателя постоянна от старта до самоликвидации;
- БПЛА движется с постоянной скоростью по заданной траектории.

Рассматривается задача построения траектории движения ракеты ПЗРК и принятых допущений для достижения критерия поражения БПЛА – промах ракеты Dp >0,5 м.

Оценка вероятности перехвата ракетой БПЛА по его тепловому следу не рассматривалась т.к. общий тепловой поток выхлопной системы через входной патрубок выхлопной системы диаметром 0,05 м составляет до 2 кВт/с, а через выхлопной коллектор специальной конструкции производится понижение до уровня 0,0029 кВт/ср. Потребное угловое разрешение оптико-электронных средств наведения ПЗРК для обнаружения малого БПЛА и последующего его сопровождения на дальности 3000 м должно быть не хуже 0,009°.

На рисунке показаны, в качестве примера, результаты моделирования движения ракеты ПЗРК при перехвате малогабаритного многодвижетельного БПЛА. Чёрным цветом показана траектория движения ракеты при точном определении координат БПЛА в момент пуска. Синим цветом – траектория ракеты при старте с начальной ошибкой наведения.

Траектории ракеты ПЗРК и БПЛА при различных условиях


Из рисунке выше видно, что высокая скорость полёты ракеты ПЗРК, даже при высокой располагаемой поперечной перегрузке, не позволяет исправить ошибку наведения, и ракета проходит на дистанции, которая не позволяет поразить цель. При этом следует учитывать, что БПЛА на малых дальностях от ракеты может "выпасть" из поля захвата ГСН ракеты

На рисунке ниже показаны расчётные данные из результатов исследований по оценке эффективности использования штатных средств ПВО для поражения одиночной воздушной цели типа "БПЛА-квадрокоптер" одной очередью из ствольного оружия или одной ракетой для ПЗРК и ЗРК с учетом влияния маневрирования БПЛА. Под поражением здесь понимается событие, при котором БПЛА в результате внешнего воздействия лишается возможности продолжать полёт. Исследования проводились для условий отсутствия помех и вероятности обнаружения цели Pобн=1. При этом тепловыделение цели отсутствует.

Несмотря на то, что приведенные на рисунке ниже данные относятся к одному типу цели и предполагают достаточно идеальные условия, для БПЛА самолётного и вертолетного типа уровень эффективности штатных средств ЗРК ПВО не будет сильно отличаться. Наличие теплового следа для ракет ПЗРК позволяет несколько повысить вероятность поражения воздушной цели, однако её интенсивное маневрирование может свести "на нет" возможность использования фактора заметности.

Расчётные вероятности поражения цели типа "БПЛА-квадрокоптер" штатными средствами современной ПВО


Обобщая вышеуказанное, можно сделать выводы, что основными причинами низкой эффективности средств ПВО при стрельбе по БПЛА являются:

- для зенитных ракет: высокая скорость полёта средства поражения и невозможность управления ею при наведении на БПЛА;
- для зенитной артиллерии: низкая плотность средств поражения (снарядов, пуль) в объёме пространства, внутри которого находится БПЛА из-за рассеивания, обусловленного колебаниями ствола, платформы, на которой установлена установка и зависимостью внутренней баллистики от состояния и температуры ствола.

В последнее время появляются разработки средств поражения с дробовым зарядом, размещаемым в снаряде, в котором момент подрыва программируется во время выстрела. Анализ и исследования эффективности использования этих средств ПВО против БПЛА показали, что особого эффекта вряд ли удастся достичь ввиду невозможности устранить вышеуказанные особенности, присущие ствольной артиллерии

1.3.4. Анализ эффективности ЗРК ПВО в условиях групповой атаки БПЛА

Для комплексов ПВО важно обеспечить надёжную защиту прикрываемого объекта путём минимизации количества СВН, в том числе и БПЛА, достигающих рубежа гарантированного нанесения ущерба прикрываемому объекту. С этой точки зрения групповое применение БПЛА представляет собой высокоэффективный способ преодоления зоны ПВО, и в настоящее время групповое применение БПЛА в виде "стай" или "роёв" является активно развивающимся направлением исследований. При этом групповое применение БПЛА может применяться не только в интересах поражения прикрываемого объекта или самого комплекса ПВО (разведывательно-ударные "БПЛА-камикадзе"), но также и в интересах исчерпания ресурса системы ПВО, перед основным ударом

Так один из первых эпизодов боевого применения БПЛА относится к 1982 г., когда Израиль использовал налет БПЛА для вскрытия системы ПВО Сирии, по которой второй волной был нанесен удар с использованием противорадиолокационных ракет и крылатых ракет ВТО, запускаемых с пилотируемых самолетов израильских ВВС. В частности, в составе боевых средств ПВО Сирии находились самоходные ЗРК "Куб" и "Оса-АК". Как сообщается, против сирийских комплексов "Оса-АК", дислоцированных в Южном Ливане, Израиль применял, наряду со средствами РЭП, разнообразные тактические приемы, направленные на снижение боеспособности этого ЗРК, в частности, массовый пуск БПЛА, с прикрепленными уголковыми отражателями, за счет чего достигался эффект имитации ими боевых самолетов, с последующей атакой фронтовой авиации на позиции ЗРК уже израсходовавших свой боекомплект.

Из недавних случаев группового применения БПЛА нужно отметить атаку террористами пункта материально-технического обеспечения российского ВМФ в г. Тартусе и авиабазы "Хмеймим" в Сирии в январе 2018 г., а также атаку в сентябре 2019 г. нефтеперерабатывающих заводов в г. Абкейк и в г. Хурайс в Саудовской Аравии.

Рассмотрим условную задачу отражения налёта группы БПЛА на прикрываемый ЗРПК объект. При этом, прикрываемый объект представляет собой участок местности, в центре которой находится ЗРПК. Задачей ЗРПК является поражение всех БПЛА, стремящихся войти в зону ответственности с радиусом 2 км, для применения своих средств поражения.

На удалении 25 км от ЗРПК располагается 10 км зона (светло-зелёное кольцо) из которой одновременно стартует неупорядоченная однородная группа БПЛА. Каждый БПЛА имеет свой номер. Полёт каждого БПЛА осуществляется автономно в секторе 90⁰ и не синхронизируется с другими членами группы. Рассматриваются БПЛА самолётного типа со стартовой массой 10 кг. Дальность обнаружения БПЛА с помощью средств оптико-электронной разведки (ОЭР) и РЛС, входящих в состав ЗРПК, в зависимости от высоты полёта составляет 1,5-2,5 км. Таким образом, наряд воздушных целей составлял 15 единиц, летящих со скоростями от 100 до 300 км/ч на высотах 200-800 м.

Результаты моделирования налета группы БПЛА на ЗРПК


Среднее значение вероятности поражения одиночной воздушной цели огневыми средствами ЗРПК Pпор≈0,26. Запас средств поражения ЗРПК составляет 16 единиц: 16 очередей по 100 снарядов или 16 зенитных ракет или их сочетания в разном соотношении.

Приоритетность цели p определялось по критерию минимально располагаемого времени t для применения средств поражения ЗРПК




Результаты ранжирования БПЛА по критерию приоритетности показаны на рисунке "А", а на рисунке "В" – потребные углы доворота осей направленности средств поражения ЗРПК (стволов зенитных пушек или направляющих зенитных ракет) для стрельбы по БПЛА.

Результаты распределения приоритетности целей в группе БПЛА (А)


Результаты определения углов доворота осей средств поражения ЗРПК на БПЛА по их приоритетам (В)


Физическое время моделируемого налёта группы БПЛА на прикрываемый объект составило 10 мин. В результате моделирования можно сделать следующие выводы:

- ЗРПК не обеспечил прикрытие объекта: 10 из 15 БПЛА вошли в зону ответственности ЗРПК и смогли применить свои средства поражения;
- большие углы доворота осей средств поражения ЗРПК на первые 10 БПЛА (рис. В) привели к физической невозможности поражения этих целей;
- ЗРПК израсходовал весь свой боезапас, не выполнив поставленную задачу по прикрытию объекта. Основной вывод – применение нескольких волн налётов групп малых и относительно дешёвых БПЛА может парализовать любую ПВО.

Приведенные результаты, даже с учётом многих допущений, являются достаточно убедительной демонстрацией того, что групповое применение БПЛА уже сегодня является серьёзным фактором для достижения военного превосходства малыми затратами. Дальнейшее развитие технологии группового применения БПЛА существенно усложняет условия функционирования комплексов ПВО и потребует кардинального пересмотра идеологии создания систем ПВО

Также приводятся оценки возможностей современных ЗРК и ЗРПК, с выводами, которые подтверждают неспособность существующих комплексов, даже специально ориентированных на противодействие БПЛА, противостоять их групповой атаке. В частности, показано, что боекомплект ЗРК ТорМ1/М2 составляют соответственно 8/16 ракет, а боекомплект ЗРПК ПанцирьС1/С2 составляет 12 ЗУР и 1400 снарядов калибра 30 мм для двух спаренных зенитных автоматов 2А38М. При этом недостаткам системы управления огнем этих ЗРК Тор-М1/М2 и ЗРПК Панцирь-С1/С2 является то, что их ракеты требуют управления на всём протяжении полёта, а количество одновременно обстреливаемых целей ограничено 3-мя для ЗРПК Панцирь-С2 и 4-мя для ЗРК Тор-М2. При этом одновременно обстреливаемые цели должны находиться в зоне обзора РЛС наведения. В результате невозможна одновременная работа по целям, атакующим с разных направлений, а если учесть, что для поражения опасных или сложных целей могут потребоваться одновременно две ЗУР, то ситуация ещё более ухудшается. Данная проблема носит системный характер и увеличение боекомплекта ЗУР не будет являться выходом из ситуации, т.к. интенсивность работы ЗРК по целям все равно будет ограничена небольшим количеством каналов одновременного наведения ЗУР на цель. При этом, еще не учитываются возможности БПЛА нести аппаратуру РЭП и формировать ложные цели. В этом случае, вероятность поражения БПЛА в группе еще более снизится, а расход боеприпасов ЗРК – существенно возрастет.

Обобщая материалы данного подраздела, можно сделать вывод о том, что современные средства ПВО очень слабо приспособлены к борьбе против БПЛА, особенно малоскоростных и малоразмерных, способных осуществлять активное маневрирование и применяемых группами. Для гарантированного противодействия БПЛА требуются другие, интегральные, походы к решению данной проблемы.

2. Предложения по повышению эффективности средств ПВО при их применении против БПЛА

Низкие значения показателей эффективности поражения малоразмерных БПЛА средствами ЗРК ПВО обусловливают необходимость разработки и проведения комплекса специальных мероприятий по организации противодействия БПЛА активными средствами, а именно:

- создание многофункциональной системы противодействия БПЛА, включающих в себя как разнотипные ЗРК, ЗАК, ЗПРК, ПЗРК, обладающие сравнительно высокими разведывательными и огневыми возможностями при обнаружении и стрельбе по малоразмерным целям, так и другие перспективные средства и способы борьбы с БПЛА;

- модернизацию существующих средств ПВО – ЗРК, ЗРПК и ЗАК, в интересах повышения эффективности борьбы с малоразмерными и малоскоростными воздушными целями;

- применение в составе перспективных образцов вооружения, предназначенных для противодействия БПЛА средств РЭП, ориентированных на подавление командных радиолиний управления (КРУ) и сигналов, наиболее распространенных спутниковых радионавигационных систем (GPS, ГЛОНАСС, BeiDou, Galileo и т.д.);

- разработку перспективных образцов вооружения, предназначенных
для обнаружения и поражения именно БПЛА;

- выполнение комплекса инженерно-технических мероприятий, направленных на повышение скрытности собственных сил и средств, а также снижение эффективности применения БПЛА.

Рассмотрим эти варианты противодействия БПЛА более подробно, основываясь на материалах работ.

2.1. Создание многофункциональной системы противодействия БПЛА

Основы создания такой системы, интегрированной в комплекс боевых задач, решаемых подразделениями сухопутных войск, представлен в работе. Для ведения эффективного противодействия малоразмерным БПЛА необходимо создавать целенаправленную систему противодействия, включающую как «активную» составляющую (поражение БПЛА огнем на земле и в воздухе), так и "пассивную" (неогневую) составляющую. Поражение наземной инфраструктуры, предназначенной для подготовки и проведения пусков БПЛА, а также самих образцов БПЛА на площадках их запуска, может осуществляться огнем частей и подразделений ракетных войск и артиллерии, а также ударами тактической и армейской авиации. Так как площадки подготовки и запуска малоразмерных мини -, микро - и нано БПЛА вынуждены развертываться непосредственно в прифронтовой зоне и даже на поле боя, поэтому они могут и должны разведываться и уничтожаться огнем ракетных войск и артиллерии мотострелковых (танковых) бригад из состава группировок войск первого эшелона.

Потенциальные дальности досягаемости средств армейской и тактической авиации (ударных вертолетов, штурмовиков, тактических истребителей и фронтовых бомбардировщиков) вполне обеспечивают возможность надежного уничтожения подразделений подготовки и запуска БПЛА на земле со всем имеющимся арсеналом БПЛА еще до начала их боевого применения. Уничтожение БПЛА на площадках базирования также может проводиться разведывательно-диверсионными группами. Крайне важной должна быть агентурная работа по выявлению мест базирования подразделений БПЛА, их боевом и численном составе, планов боевого применения, частотных диапазонах и других технических характеристиках систем наведения и управления БПЛА. Особенную актуальность задачи поражения БПЛА на земле, обусловлена тем, что меры по уничтожению БПЛА с чрезвычайно малыми ЭПР в воздухе будут гораздо менее эффективными.

Реализация этих задач должна предусматриваться соответствующими планами и являться важной составной частью решения командира на боевых действий. Для эффективного уничтожения и надежного подавления элементов системы боевого применения БПЛА должны выделяться соответствующий ресурс огня ракетных войск и артиллерии, необходимый наряд армейской и тактической авиации, а также требуемое количество диверсионных групп. Следующим действенным противодействием БПЛА на траекториях их полета должна стать система зенитного ракетного огня, которая может быть эффективной только при проведении ряда специальных мероприятий в интересах повышения эффективности уничтожения малоразмерных малоскоростных воздушных целей. Для успешного уничтожения этих целей в рамках единой системы ПВО должна создаваться едва ли не специальная подсистема борьбы с малоразмерными БПЛА по аналогии с подсистемами борьбы с низколетящими СВН, крылатыми ракетами ВТО и т.п. Естественно, эти подсистемы должны быть структурно и функционально взаимоувязаны в составе единой системы ПВО войсковых формирований.

Такая целенаправленная подсистема борьбы с БПЛА должна включать элементы систем разведки и оповещения, управления системами зенитно-ракетного и зенитно-артиллерийского огня, совокупность специализированных зенитных средств со своим ракетно-техническим обеспечением и др.

Эта подсистема должна обеспечивать:

- своевременное оповещение зенитных формирований, других "заинтересованных" сил и средств о начале действий БПЛА, выдачу значений точных координат их полета, обмен разведывательной информацией между силами и средствами противодействия БПЛА;

- эффективное управление огнем зенитных формирований, выделенных для противодействия БПЛА, а также управление действиями других сил и средств, включенных в подсистему борьбы с БПЛА;

- поражение БПЛА зенитным огнем ЗРК, ЗАК, ПЗРК, ЗПРК в пределах имеющихся разведывательных и огневых возможностей;

- надежное радиоэлектронное подавление помехами каналов управления полетом БПЛА, передачи и обмена разведывательной информации и др.

Для обнаружения БПЛА необходимо назначать специализированные средства разведки, обладающие лучшими разведывательными возможностями при работе по целям со сверхмалыми ЭПР, создавать специальные каналы первоочередной передачи и обмена разведывательной информацией о полетах БПЛА. Систему разведки БПЛА должны дополнять силы и средства артиллерийской разведки, а также сеть постов визуального наблюдения, которая достаточно эффективна при обнаружении низколетящих малоразмерных целей.

В состав средств визуального наблюдения таких постов необходимо включить широко-панорамные средства ОЭР круглосуточного наблюдения, способные обнаруживать малоразмерные, малоконтрастные цели [50]. Аналогичным требованиям должна соответствовать и система зенитно-ракетного и артиллерийского огня. Она должна быть тщательно спланирована с учетом особенностей рельефа местности и необходимости построения беспровальной сплошной зоны зенитного огня во всем диапазоне высот и с любых направлений полетов БПЛА.

Для этого необходимо:

- спрогнозировать перечень наиболее вероятных маршрутов пролета и районов патрулирования БПЛА, исходя из особенностей построения боевых порядков своих группировок войск и связанных с этим боевых задач БПЛА;

- построить группировку сил и средств ПВО на местности, при этом выбрать наиболее подходящие стартовые и огневые позиции с учетом максимально возможной реализации разведывательных и огневых возможностей зенитных комплексов;

- создать систему эффективного зенитного огня применительно к задаче борьбы с малоразмерными БПЛА;

- обеспечить функционирование системы зенитного огня оперативным управлением, ракетно-техническим обеспечением и т. п.

Для ведения зенитного огня по малоразмерным БПЛА необходимо заблаговременно назначать огневые средства ПВО из числа ЗРК, ПЗРК, ЗАК, ЗПРК, способных эффективно обнаруживать и обстреливать воздушные цели с малыми и сверхмалыми ЭПР. Эти зенитные средства могут объединяться во временные специализированные зенитные ракетно-артиллерийские группы, по-прежнему находясь в составе штатных подразделений и частей ПВО. Отдельные средства в составе групп таких могут действовать на отдельных наиболее вероятных (опасных) направлениях полетов БПЛА из засад и в качестве передвижных огневых установок, групп боевых машин или в составе зенитных подразделений. Это позволит достигнуть внезапности применения средств ПВО в целях эффективности поражения малоразмерных БПЛА.

В системе огня группировки выделенных средств ПВО должны действовать заранее разработанные указания по ведению огня и взаимодействию при организации борьбы с БПЛА. Эти указания должны определять порядок ведения разведки и обстрела БПЛА, обмена информацией между зенитными средствами о координатах полета БПЛА, результатах боевой работы, способы сосредоточения и рассредоточения огня, назначение расхода ракет (боеприпасов), а также другие вопросы применительно к специфике боевой работы по малоразмерным целям.

Следует отметить, что активное поражение БПЛА существующими зенитными средствами возможно лишь с большими ограничениями по обнаружению и обстрелу целей с ЭПР не менее 0,01м 2. Эффективная боевая работа по целям с меньшими ЭПР современными зенитными комплексами практически невозможна ввиду упомянутых выше ограничений. Для повышения эффективности поражения малоразмерных БПЛА зенитным огнем необходима разработка специализированных систем зенитного оружия, в том числе – основанного на новых физических принципах.
Tags: БПЛА
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment