Крилатата ракета Tomahawk

В последно време в средствата за масова информация се твърди, че САЩ се колебаят дали да продадат на Украйна крилати ракети Tomahawk BGM-109, различните варианти на които имат далечина на действие до 2500 km. Решение засега няма. Тези ракети са с морско базиране (изстрелват се от подводни лодки и надводни кораби). Украйна няма практически възможности да осъществи бойното им използване, поради това, че няма необходимите специфични кораби и подводни лодки.

Съществува вариант на ракетата Tomahawk BGM-109 с наземно базиране. Това е BGM-109G GLCM Gryphon – единствен стоящ на въоръжение в САЩ. По същество, Gryphon представлява стандартна крилата ракета RGM-109A TLAM-N с минимални доработки за наземно базиране. Единственото значимо отличие е бойната глава. Gryphon е снаряжена с термоядрена бойна част W84, с регулируема мощност от 0.2 до 150 kt (килотона). Далечината на полета на този вариант е 2750 km. Приет е на въоръжение в 1983 г.

Последното прави засега невъзможна продажбата на Украйна на крилати ракети от типа Tomahawk RGM-109A TLAM-N. Освен това бойното използване на крилати ракети от този тип е свързано с актуално специфично сателитно, аерофото разузнаване и точни географски карти на височините на земната повърхност. Актуалните резултати от разузнаването трябва да се заложат в паметта на ракетите. Всичко това принадлежи на САЩ. Корпусът на Морската пехота на САЩ отдавна проучва идеята за изстрелване на ракети Tactical Tomahawk Block V от наземни пускови установки. Вероятно резултатите са успешни. Може би този тип ракети ще бъдат дадени на Украйна. Ако това стане, ще се потвърди още веднъж че, САЩ още повече се включват във войната в Украйна. Ще настъпи ескалация на бойните действия с неизвестни последствия.

Крилатите ракети Tomahawk BGM-109 летят на пределно малки височини (30-150 m). Такива цели се класифицират от специалистите по ПВО като внезапно появяващи се и се откриват от наземните РЛС (радиолокационни станции) на разстояния не повече от 20-25 km, и то с вероятност 10-12%. СССР имат лош спомен през 1987 г. от промъкнал се на малки височини малък самолет и кацнал на Червения площад, с пилот Матиас Рус. Даже специализираният за откриване на нисколетящи цели МиГ-31 също не може да се похвали с голямо разстояние на откриване на нисколетящи цели.

Крилата ракета Tomahawk BGM-109 A/С/D

Ракетният комплекс Tomahawk BGM-109 с морско и наземно базиране включва крилати ракети с надводен или подводен старт, пускови установки (наземни и надводни), система за управление на ракетната стрелба и спомагателно оборудване.

Крилатата ракета (КР) Tomahawk BGM-109 е създадена в два основни варианта: стратегически (модификации A, C, D) – за стрелба по наземни обекти и тактически (модификации B, E) – за унищожение на надводни кораби. Конструктивното построение и летателните характеристики на ракетите са идентични. Всички варианти благодарение на приложения модулен принцип на построение се отличават само по бойните части и в организацията на системите за навигация.

Устройство на ракетата Tomahawk BGM-109:

Фиг. 1. Устройство на ракетата

1. Инфрачервен датчик на предният обзор;
2. Блок на системата DSMAC;
3. Канал за свръзка;
4. Бойна част (БЧ) с предпазително-изпълнителен механизъм (ПИМ);
5. Илюминатор на системата DSMAC;
6. Горивен резервоар и силови приводи за разгъване на крилата;
7. Въздухозаборник на въздушно-реактивния двигател;
8. Маршеви въздушно-реактивен двигател;
9. Блок на системата TERCOM;

Ракетата се състои от шест отсека. Към последния отсек тандемно с ракетата е стикован стартовият ракетен твърдогоривен двигател (РДТТ). На фиг. 1 не е изобразен.

Крилатата ракета (КР) е изпълнена по нормална аеродинамическа схема, притежава корпус с цилиндрична форма с оживална форма на обтекателя на носовата част, сгъващо се крило и кръстообразен стабилизатор (кормила) в опашната част. Корпусът е изработен от здрави алуминиеви сплави, епоксидни и радиопрозрачни материали. За намаляване на ефективната отразяваща повърхност върху корпуса, крилото и стабилизаторите е нанесено специално поглъщащо електромагнитните вълни покритие.

Бойната част на стратегическата ядрена КР Tomahawk BGM-109A има тегло 123 kg и мощност 200 kt. Радиусът на зоната на разрушение е 3 km. Високата точност на стрелбата позволява ефективно (с вероятност 0.85) да се поразяват силно защитени малоразмерни цели. Стратегическата неядрена КР BGM-109C е снаряжена с моноблочна (полубронебойна БЧ), a BGM-109D – с касетъчна, която включва до 166 малокалибрени бомби BLU-97B с комбинирано действие (маса на всяка 1.5 kg) в 24 пакета.

Система за управление

Системата за управление и насочване на КР Tomahawk BGM-109 A/С/D представлява комбинация от следните системи:

– инерциална;
– корелационна по контура на релефа на месността TERCOM (Terrain Contour Matching);
– електронно-оптическа корелационна DSMAC (Digital Scene Matching Area Correlator).

Инерциалната система за управление работи на началния и средния участъци на полета на ракетата. Тя включва бордова електронно изчислителна машина (ЕИМ), инерциална платформа и барометрически висотомер. Инерциалната платформа се състои от три жироскопа за измерване на ъгловите отклонения на ракетата в свързаната координатна система и три акселерометъра, определящи ускоренията на тези отклонения. Системата осигурява определяне на мястото на КР с точност 800 m за 1 h полет.

В системата за управление и насочване на стратегическите КР с обикновена бойна част BGM-109C и D е включена електронно-оптическа корелационна система DSMAC, която позволява съществено да се повиши точността на стрелбата (кръгово вероятно отклонение – КВО до 10 m). В тази система се използват цифрови картини, на предварително заснемани райони на местността по маршрута на полета на КР.

За съхранение и пуск на ракетите Tomahawk на подводните лодки се използват щатните торпедни апарати (ТА) или специални установки за вертикален пуск (УВП) Мк45, а на надводните кораби – установки контейнерен тип Мк143.

Американските подводни лодки имат по четири носови хидравлически ТА, разположени под ъгъл 10-12 градуса, и осигуряват стрелба от големи дълбочини, което значително снижава демаскиращите фактори.

Управлението на стрелбата, контрола на състоянието на КР в ТА и УВП, тяхната проверка, координация на пуска и отчета на разхода на ракетите се осъществява с помощта на сложна система за управление на стрелбата (СУС). Изображението на информацията и извеждането на контролните данни се осъществява на индикаторен панел на пулта за управление. На надводните кораби СУС е организирана в помещение на корабния пост за управление на оръжието. В системата се използва математическо осигуряване и интерфейси за ЕИМ, позволяващи да се дава целеуказване и да се координира стрелбата с КР Tomahawk BGM-109 A/С/D по наземни обекти от един кораб на друг от съединението или групата кораби.

Функционирането на ракетния комплекс се осъществява по следния начин. При получаване на заповед за използване на ракетното оръжие командирът обявява тревога и привежда кораба в повишена техническа готовност. Започва предстартова подготовка на ракетния комплекс, която продължава около 20 min.

При стрелба от ТА морската вода се подава в ТА, където е КР. В ракетата се осъществява надув за предпазване на корпуса от деформации. Лодката излиза на дълбочина за пуск на 30-60 m. Скоростта на лодката се намалява до няколко възела. В системата за управления и насочване на КР се въвеждат изходните данни за стрелба. Сработва хидравлическата система за изхвърляне и ракетата се изтласква от капсулата. След като ракетата напусне ТА морската вода се ежектира от тръбата на ТА. Ракетата е свързана с контейнера с въже с дължина 12 m, при скъсването на което (5 s след преминаване на подводния участък от траекторията) се осъществява сваляне на степените за предпазване и се включва стартовият РДТТ. В КР налягането се снижава до нормалното (атмосферното) и тя излиза изпод водата на повърхността под ъгъл 50 градуса.

Фиг. 2. Подводен старт на КР BGM-109

При стрелба от УВП Мк45 се отваря капакът на шахтата, включва се системата за изхвърляне на ракетата и високото налягане, създавано от газгенератор, изтласква ракетата от шахтата. При излизането си ракетата разрушава мембраната на капсулата, удържаща налягането на морската вода, вертикално излита и осъществявайки развъртане в посоката на целта, преминава на запрограмираната траектория на полета. След 4-6 s се разтварят стабилизаторите на ракетата. КР вече е набрала височина 300-400 m. След това на низходящия (ракетата извършва т. нар. „горка“) участък от траекторията (около 4 km) се разтварят крилата, излиза въздухозаборникът, отстрелва се стартовият РДТТ, включва се маршевият двигател и КР преминава на зададената траектория на полета. Височината на полета на ракетата се снижава до 15-60 m, а скоростта – до 885 km/h. Управлението на полета на ракетата над морето се осъществява от инерциалната система за управление, която осигурява извеждане на КР в първия район за корекция (като правило той отстои от брега на няколко километра).

В САЩ се провеждат научно-изследователски работи за усъвършенстването на КР Tomahawk. Новата модификация RGM/UGM-109E Tac Tom Block 4 (тактическа ракета Tomahawk) на фирмата Raytheonе е евтин вариант за замяна на ракетите от предишното поколение. Главната цел на програмата Tac Tom е ракета, която ще е значително по-евтина (569 000 щ.д.) спрямо предишния модел TLAM-C/D Block 3 (около 1.5 млн. щ.д.).

Недостатък на новото изделие е невъзможността за стрелба от ТА. Системата за насочване притежава нови възможности за идентификация на целите и пренацелване в полет. Ракетата може повторно да се запрограмира в полета чрез спътникова свръзка на 15 допълнителни цели. Ракетата има техническа възможност да баражира в района на предполагаемата цел в течение на три и половина часа на далечина 400 km от точката на пуск до получаване на команда за поражение на целта. КР може да се използва и като разузнавателна платформа. Заявени са за ползване от ВМС около 3000 ракети.

Компанията Raytheon е завършила тестовите полети на модификацията на КР Block IV за атака на надводни и ограничено подвижни наземни цели. Операционната далечина на полета на ракетата е 1600 до 1200 km.

Тактико-технически характеристики на КР BGM-109:

Далечина на стрелба, km
BGM-109A при пуск от надводен кораб 2500
BGM-109С/D при пуск от надводен кораб 1250
BGM-109С/D при пуск от подводна лодка 900

Скорост на полета максимална, km/h 1200
Скорост на полета средна, km/h 885
Дължина на ракетата, m 6.25
Диаметър на корпуса на ракетата, m 0.53
Размах на крилата, m 2.62

Стартово тегло, kg
BGM-109A 1450
BGM-109С/D 1500

Бойна част
BGM-109A ядрена
BGM-109С полубронебойна 120 kg
BGM-109D касетъчна 120 kg
BGM-109B/E фугасна 454 kg

Маршеви двигател F-107
Гориво RJ-4
Тегло на горивото, kg 550
Година на производство 1983

Траектория на полета на Tomahawk BGM-109С/D

През 1960 г. са се осъществили подобрения на точността на инерциалните системи. В резултат това е довело до противоречиви изисквания за точността и цената. Възникнала е нова технология в областта на навигацията на крилатите ракети, основана на системите за определяне на местоположението на ракетата чрез съпоставяне на радиолокационното изображение на местността с еталонна картографска програма. Тази технология е постъпила на въоръжение при крилатите ракети на САЩ през 1970 г.

Технологията TERCOM (Terrain Contour Matching) е система с цифрова корелация на релефа на местността в блока за насочване на крилатата ракета с предварително заложена цифрова карта на местността). Тази система е относително проста по замисъл, но сложна в детайлите. За да се насочва КР към целта, е необходимо да се изработят цифрови карти на местността. Крилатата ракета непрекъснато измерва височината на местността под траекторията на своя полет, използвайки за това радиолокационен висотомер и сравнява резултатите от тези измервания с показанията на барометрическия висотомер. Така се определя истинската височина на КР над местността.

Навигационната система TERCOM пази в себе си цифрови карти на височината на местността, над която предстои да лети. След това с помощта на компютърна програма профилът на местността, над който лети ракетата, се сравнява със съхранената в паметта цифрова карта на височините с цел получаването на най-добро съответствие (най-висок коефициент на корелация). Когато намереният профил съответства на заложения (осъществява се чрез корелационен способ) в базата данни, може с голяма точност да се определи положението на ракетата върху цифровата карта. Това се използва за нулиране на грешките на инерциалната система.

Системата TERCOM притежава огромни предимства пред астронавигационните системи: тя позволява на КР да осъществява полет на пределно малки височини. Това е необходимо за ефективно преодоляване на ПВО на противника. Тази система се е оказала относително евтина и много точна (до 10 m). Това е повече от достатъчно за 220-килотонна ядрена бойна глава и достатъчно за 500-килограмова конвенционална бойна част, прилагана против множество цели.

И все пак TERCOM не е лишена от недостатъци. Ракетата, която трябва да лети над хълмиста местност, лесно сравнявана с профила на височините в цифровите карти, притежава превъзходна точност. Обаче TERCOM се е оказала неефективна над водната повърхност, над сезонно изменяема местност, като пясъчни дюни и местност с различна сезонна отражателна способност (сибирска тундра и тайга, където снегопадите могат да променят височината на местността или да скрият нейните особености). Ограничената памет на ракетите често затруднява запазването на достатъчно количество картографски данни.

Фиг. 3. Траектория на полета на ракетата Tomahawk BGM-109С/D:

• 1 – старт;
• 2 – район за първата корекция на системата TERCOM;
• 3 – маршеви участък (корекция на TERCOM при използване на системата за спътникова навигация NAVSTAR);
• 4 – корекция на траекторията от системата DSMAC.

 

Фиг. 4.a Пояснение работата на системата TERCOM

Корелационната система TERCOM работи на средния участък от траекторията на полета. Ширина на лъча на радиовисотомера е 13-15 градуса (работен диапазон от честоти 4-8 GHz). Определянето на истинската височина на релефа на местността се осъществява чрез сравнение на данните от радиовисотомера и барометрическия прибор. Първият измерва височината до повърхността на земята, а вторият – относително морското ниво. При намиране на указания минимум на модула на разликата на двата релефа на местността се оценява истинското местоположение на КР в момента на измерването. На база съществуващата инерциална система за навигация се избира разстоянието между два съседни райони за корекция.

 Фиг. 4.b Пояснение работата на системата TERCOM

Фиг. 4.c Пояснение работата на системата TERCOM

Както беше казано, по време на полета система TERCOM измерва вертикалния профил на релефа по продължение на истинската траектория на полета с помощта на радиовисотомер (за измерване на геометрическата височина на полета Н1) и чрез барометрически прибор (за измерване на височината спрямо морското ниво Н2). След изваждане на текущата височина Н1, измерена от радиовисотомера от барометрическата H2, се определя височината на профила на релефа Hистинска. и се организира търсене в паметта на изчислителя на най-много „приличащия“, предварително запомнен профил с известни координати. Търсенето се осъществява чрез последователно обхождане на намерената височина Hистинска върху цифровото еталонно „изображение“.

Фиг. 5. Принцип за измерване на истинската височина на релефа

Информацията за определения релеф на местността в цифрова форма се въвежда в ЕИМ, където се съпоставя с данните за релефа на фактическата местност и еталонните карти на районите. ЕИМ дава команди за корекция на инерциалната система за управление.

Фиг. 6. Информацията за определения релеф на местността в цифрова форма се въвежда в ЕИМ, където се съпоставя с данните за релефа на фактическата местност и еталонните карти на районите

Устойчивостта на работата на системата TERCOM и необходимата точност при определяне мястото на КР се постига чрез избор на оптимален брой клетки в районите за корекция, записани в ЕИМ. Поради ограничение в паметта на бордовата ЕИМ и малкото време за решаване на навигационната задача е приет размер на отделната клетка 120×120 m. Трасето на КР над сушата е разбито на 64 района за корекция, които са с дължина по 7-8 km и ширина 48 km. Допустимата грешка при измерване височината на релефа на местността за надеждната работа на системата TERCOM е 1 m. За успешното използване на ракетите Tomahawk по наземни обекти се счита, че районът за пуск трябва да се намира в границите на 700 km от бреговата линия, а районът на първата корекция трябва да има ширина 48 km. Ширината на следващите райони за корекция е до 9 km, а близко до целта – до 2 km.

КР с помощта на инерциалната система за управление продължава полета си и излиза във втори район за последваща корекция. Ракетата Tomahawk лети в режим следване на релефа на местността над земната повърхност на височина 30-60 m (ако местността е относително равна) или 150 m (хълмиста). В бордовата ЕИМ е заложена възможност за полет с обхождане на районите за дислокация на стационарните средства за ПВО и ПРО на противника.

За да се насочи КР много точно в целта (КВО до 10 m) се използва системата DSMAC. В района на целта насочването на крайния участък от траекторията на полета се осъществява от системата DSMAC. С помощта на оптически датчици се осъществява оглеждане на районите, около целта. В DSMAC се използват цифрови „картини“ на предварително заснети райони на местността по маршрута на полета. Получените изображения в цифрова форма се въвеждат в ЕИМ. Тя ги сравнява с еталонни цифрови „снимки“ на районите, заложени в паметта и подава команди за корекция.

Фиг. 7. Архитектура на системата DSMAC

Подготовката на данните за тази система се прави чрез компютърна обработка на данните от спътник или аерофотоснимки. Използвайки особени програми за обработка на изображенията се избират подходящи ясно различими ориентири, по отношение на които се задава точното положение на целта.

Аерофотоснимката на изображението на района на целта се изглажда (за да не се претоварва процесора на ракетата) и се превръща в двоичен код. Полученият резултат се зарежда в паметта на системата DSMAC. Ще отбележим че, в паметта на ракетата се зарежда не самото „изображение на целта“, а „изображението на района на целта“.

При корелацията на изображението на обекта се използва камера, за да се фиксира местността пред ракетата, а след това информацията от камерата се сравнява с цифровото изображение, получено с помощта на спътници или въздушно разузнаване и съхраняващо се в паметта на ракетата. Измервайки ъгъла на завъртане и изместване, се осъществява точно съвпадане на двете изображения и много точно се определя местоположението на ракетата. Информацията за точното местоположение на ракетата се използва за корекция на грешките на инерциалната и TERCOM навигациони системи. Също както системата TERCOM, системата DSMAC е чувствителна към сезонните изменения на контраста на местността. За нормалната работа на системата DSMAC през нощта КР е оборудвана с прожектор за осветяване на местността.

Получените кадри се обработват с помощта на програми за обработка на изображенията), осредняват (изглаждат) се и по редове се преобразуват в двоична форма. След това процесорът на ракетата съпоставя получения цифров кадър със съхраняваната в неговата памет цифрова карта на района на целта. Двата набора данни се подлагат на корелационен анализ. Програмата последователно сравнява получения цифров кадър с всеки от участъците на картата и преброява броя на съвпадащите пиксели.

Фиг. 8. Типична корелационна повърхност

Участъците с висока корелация се съхраняват в буферната памет на процесора. На показаната корелационна повърхност може да се видят стойностите на степента на корелация (в %). Колкото е по-високо нивото на корелацията, толкова по-голяма е вероятността, че дадената точка от кадъра е тази, която съвпада с положението на оригиналната точка от картата. За точно привързване към местността се прилага анализ на последователност от няколко кадъра.

На база казаното може да се направи изводът, че КР не търси изображението на целта. Системата DSMAC търси запрограмирана опорна точка, чието положение спрямо целта на нея ѝ е известно и относително тази точка, насочва ракетата в целта. Самата цел ракетата може въобще да не вижда. Това не оказва влияние на точността на поражение (също означава, че маскировката на целта е безполезна, доколкото не може да се предположи какви опорни точки ще бъдат избрани при запаметяването на полетното задание). Проблемите със защитата от смущения и „повторните изображения“ са се оказали най-трудно решими. За да се реши проблемът, са внедрени т.нар. „умни антени“, управлявани чрез GPS. Тези антени формират „нули“ (провали) по посока на смущенията.

Крилата ракета BGM-109G GLCM Gryphon с наземно базиране

BGM-109G GLCM Gryphon е единствената стояща на въоръжение наземна версия. В началото 80-те години на 20-и век ВВС на САЩ са приели на въоръжение крилата ракета Tomahawk BGM-109 на въоръжение като стратегическа КР с наземно базиране. Официално във ВВС тя се е обозначавала като GLCM (Ground-Launched Cruise Missile – англ. ез.) Gryphon и се е развръщала в Европа като бърз и евтин отговор на новите съветски балистически ракети със среден обсег РСД-10 „Пионер“.

Развръщането на Gryphon се е осъществявало на колесни пускови установки по четири ракети. Батареята се е състояла от четири пускови установки (т.е. сумарно 16 ракети) и два командни пункта (включващи апаратура за зареждане на полетното задание). Четири батареи са съставяли ракетна ескадрила, намираща се на подчинение на конкретното ракетно крило.

В мирно време, Gryphon са се съхранявали в железобетонни укрития (арочни укрития), готови за незабавно използване по тревога.

Приета е на въоръжение в 1983 г.

По същество, Gryphon представлява стандартна ракета RGM-109A TLAM-N с минимални доработки за наземно базиране. Единственото отличие е била бойната глава. Gryphon е снаряжен с термоядрена бойна част W84, с регулируема мощност от 0.2 до 150 kt. Разстоянието на полета на ракетата достига 2750 km.

Фиг. 9. Стрелба с крилата ракета от наземна пускова установка

На позиции в Англия, Белгия, Германия и Италия през 1983-1988 г. са били развърнати 6 ракетни крила с общ брой 400 ракети. С подписването на договора за забрана на ракетите с малка и средна далечина между САЩ и СССР в 1987 г. всички КР BGM-109G GLCM Gryphon са били снети от въоръжение и демонтирани за да се намали ядрената заплаха в Европа.

Изводи

1. Крилатите ракети от типа Tomahawk BGM-109 са опасни високоточни оръжия.

2. Полетът на крилатите ракети Tomahawk на пределно малки височини изключително затруднява тяхното откриване и унищожаване.

3. Като носители на ядрен, термоядрен и конвенциален заряд тези крилати ракети са в състояние да осъществят много големи поражения на сгради, съоръжения, бойна техника личен състав и мирно население.

4. Надежден способ за борба с крилатите ракети Tomahawk е унищожаването на техните носители: кораби, подводни лодки, наземни пускови установки и средствата за осигуряване – навигационни спътници, разузнавателни самолети и други.