|
||||||||||||||||||||
|
Системы активной защиты с сенсорными
взрывателями
Манфред Хелд
Поиски путей обеспечения защиты от средств, летящих в горизонтальной плоскости От защиты объекта к обороне района Активная защита от снарядов кинетического действия
Вся живучесть основных боевых танков и, вообще, боевых бронированных машин обычно имеет четыре основных аспекта: избежание обнаружения; если обнаружен, избежание попадания; если попали, избежание пробития брони; если броня пробита, избежание катастрофического повреждения внутри машины.
Первая
проблема, то есть избежание обнаружения, связана главным образом с силуэтом
машины, общей видимостью и "признаками" как в видимом спектре, так и
в ИК-области спектра и спектре радиолокационных частот. В видимом спектре может
помочь специальная деформирующая (маскировочная) окраска, а
"скрытные" характеристики, такие как подавление или, по крайней мере,
уменьшение источников тепла и общая форма, которая исключает уголковые
отражатели, дадут удовлетворительные результаты в отношении обнаружения по
ИК-излучению и радиолокационного обнаружения, соответственно.
Рис. 1.
Концентрический полный спектр мер неуязвимости танка от разведки, обнаружения,
попадания, пробития и повреждения:
1 – разведка; 2 – обнаружение; 3 –
попадание; 4 – пробитие; 5 –
повреждение; 6 – маскировка; 7 – снижение шумов; 8 - тепловая сигнатура; 9 –
радиолокационная сигнатура; 10 - поверхность; 11 – слой; 12 – силуэт; 13 –
дымовая завеса; 14 – ослепление; 15 – устройство постановки лазерных помех; 16
– устройство радиолокационных помех; 17 – ИК ложные цели; 18 – активные системы
защиты; 19 – многоспектральная дымовая завеса; 20 – передатчик помех; 21 –
броня; 22 - пассивная; 23 – активная; 24 – реактивная; 25 – противопожарное
оборудование; 26 – подбой
Избежание
попадания является главным образом функцией физических габаритов машины и
высокой подвижности, обеспечивающей машине возможность
"перепрыгивать" с одной защищенной позиции на следующую за более
короткое время, чем требуется машинам противника для выполнения
последовательности обнаружения/прицеливания/наведения пушки/стрельбы. Кроме
этого, на избежание попадания оказывает также большое влияние соответствующая
тактика использования контуров местности для маскировки передвижения машины,
способствовать маскировке может также развертывание ложных целей.
Для
гарантии непробития, обусловленного попаданием, броня обеспечивает требуемую
степень непосредственной защиты. В настоящее время имеется очень много
различных типов специальной брони и относительно высокий уровень дополнительной
защиты обеспечивается системами взрывной реактивной брони (ERA).
Если
пробития брони нельзя избежать, тогда в машине должна быть установлена какая-то
система контроля повреждения. В настоящее время для снижения риска
катастрофических пожаров приняты системы пожаротушения/подавления взрывов, а
пластиковый подбой сводит до минимума угол разлета вторичных осколков.
Поиски путей обеспечения защиты от средств, летящих в горизонтальной плоскости
Ясно, что
уровень защиты основного боевого танка не одинаков по отношению ко всем
возможным направлениям нанесения удара. Это особенно заметно в отношении днища
и крыши машины, но даже в горизонтальной плоскости существуют совершенно разные
уровни защиты.
I –
изменение вероятности попадания в зависимости от направления; 1 – фронтальный
сектор; 2 – 33% ударов в секторе 800 ø (45°); 3 – 45% ударов в секторе
1066 ø (60°); 4 – по Уиттикеру; 5 – 36% ударов в секторе 800 ø (45°);
6 – 44% ударов в секторе 1066 ø (60°); 7 – эллиптический;
II -
определение фронтального сектора [например 1066 ø (60)°]
На рис. 3
схематически изображен уровень защиты современных основных боевых танков от
ударов, наносимых с разных горизонтальных направлений. Этот уровень обычно
эквивалентен примерно
Рис. 3.
Схематическое изображение уровня защиты современных основных боевых танков от
ударов с разных направлений:
1 – фронтальный сектор; 2 – борта
и корма
Первой проблемой
вышеуказанной схемы является то, что увеличение угрозы за счет противотанкового
боеприпаса как кумулятивного (3), так и кинетического действия (4), включая,
например, боевые части большего диаметра и (или) кумулятивные боевые части с
тандемным расположением зарядов (5) для поражения элементов взрывной реактивной
брони, а также удлиненные сердечники кинетического действия, означает, что
соответствующая защита даже одного фронтального сектора потребует брони большей
массы, чем возможна в настоящее время (6). Более того, когда танки используются
в застроенных районах (например, бой за г. Грозный в Чечне) (7) или в
каких-нибудь необычных условиях на поле боя, таких как во время войны в районе
Персидского залива (рис. 4) (8), угроза не приходит только с переднего участка;
действительно, в этих случаях попадания распределяются более или менее
одинаково по кругу (360°) по азимуту. Соответственно, уровень защиты также в
идеальном случае должен был бы остаться постоянным в диапазоне 360° - что
физически невозможно из-за ограничений по массе и объему, которые присущи
компоновкам как пассивной, так и реактивной брони.
Рис. 4.
Распределение попаданий по азимуту для боеприпасов кинетического действия (КЕ)
и кумулятивных боеприпасов (HL), соответственно, во время войны в районе
Персидского залива
Чтобы преодолеть увеличивающуюся угрозу по фронтальному сектору и угрозу
в диапазоне 360° в необычных условиях поля боя, в качестве возможного решения
рассматривают применение системы средств активной защиты. При наличии таких
систем необходимая тяжелая броня по фронтальному сектору может быть уменьшена
для достижения меньшей общей массы основного боевого танка и, следовательно,
достижения лучшей мобильности и таким образом улучшенной возможности избежать
попадания.
Кроме того, все имеющиеся БТР и в большой степени БМП почти не имеют
реально заслуживающей доверия защиты от кумулятивных боевых частей
противотанковых средств пехоты. Единственно возможным решением обеспечения
полной неуязвимости этих машин от всех типов кумулятивных боеприпасов будет
установка систем активной защиты.
Системы средств защиты от кумулятивных боевых частей, работающие по принципу разрушения подлетающего снаряда
В настоящее время на вооружение* не поступила ни одна система средств
защиты, работающая по принципу разрушения подлетающего снаряда. Однако эта идея
не новая и технически существует целый ряд возможностей ее осуществления, все
они имеют свои особые преимущества и недостатки.
Всем таким системам необходимы приборы обнаружения, процессоры и
средства активных мер противодействия (исполнительные органы). Кроме этой
основной структуры, разные концепции и возможности систем средств защиты,
работающие по принципу разрушения подлетающего снаряда, могут быть выделены в
следующие три категории (9):
·
малой дальности (перехват приближающегося
снаряда или ракеты осуществляется на расстоянии до
·
средней
дальности (перехват осуществляется на расстоянии от 2 до примерно
·
большой
дальности (от
Концепция перехвата и уничтожения приближающихся противотанковых
снарядов (особенно кумулятивных боевых частей) на малых дальностях является
очень старым замыслом. В
Для увеличения возможности "неточного" инициирования
приближающегося кумулятивного заряда (сбоку, а не по оси) автор работал над
системой средств активной защиты с нормальными ротационными зарядами (11).
Активная система светового барьера обнаруживает подлетающую ракету,
неуправляемую или управляемую, с кумулятивной боевой частью и распознает ее
скорость, длину, азимутное направление и высоту полета. Если система датчиков
устанавливает, что ракета представляет угрозу для цели, которую она защищает,
она выпускает ряд небольших кумулятивных зарядов, чтобы обеспечить перехват
подлетающей кумулятивной боевой части кумулятивной струей, по крайней мере,
одного заряда. Эта концепция запатентована автором (12) и ее полное
функционирование было продемонстрировано на учении.
Центральный ряд на рис. 5 представляет изображение HYCAM света, созданного детонацией девяти небольших
кумулятивных зарядов, вставленных в "стержневую" компоновку. В
верхней части первого снимка в отражаемом свете видна подлетающая боевая часть PANZERFAUST. На втором снимке показаны несколько кумулятивных
струй, воздействующих на боевую часть, а на третьем – четыре кумулятивные
струи, проходящие боевую часть справа, а также неправильное образование
кумулятивной струи боевой части, которая инициирована попаданием пяти
кумулятивных струй сбоку и снизу. Сильно рассеянная струя боевой части снаряда PANZERFAUST проделала пробоины в стальной броне, не превышающие
в глубину
Рис. 5.
Активная защита от кумулятивных боевых частей:
1 – датчики и ряд кумулятивных
зарядов; 2 – динамические испытания; 3 – плита на расстоянии
Для показа, что эксцентрическое инициирование никогда не дает струи
высокой пробивной способности, было осуществлено дополнительное испытание с
использованием такого небольшого кумулятивного заряда против большой (диаметром
Эта система может поражать подлетающие ракеты с кумулятивными боевыми частями
лишь с более низкими скоростями и тонкими обшивками. На расстоянии перехвата
Рис. 6. Распределение попаданий в
кумулятивный снаряд
Подробные инструкции обеих систем, ASS – bar и ASS – barrier, были подготовлены еще в
Рис. 7. Изображение
художником БМП "Мардер", модернизированной установкой системы средств
активной защиты
Русские начали очень рано разрабатывать системы средств активной защиты,
работающие по принципу разрушения подлетающего снаряда, и экспериментально
установили систему "Дрозд" на танки Т-55. Система "Дрозд"
имела восемь пусковых устройств для снарядов, по четыре с левой и правой сторон
пушки на башне, которые охватывают по горизонтали сектор 80° и по вертикали -
20°. 9-кг снаряды диаметром
Российская система активной защиты "Арена" была впервые
представлена на выставке в Дубае в
Основываясь, в большей или меньшей степени, на том же техническом
подходе, германская фирма Diehl проводит
исследование по пуску снарядов из управляемого пускового устройства по
подлетающим угрозам (15). Однако в противоположность системе "Дрозд"
используются устанавливаемые по направлению оси и ускоряемые ливни осколков.
Совершенно другой подход должен включать использование скорострельных
пушек для поражения подлетающих ракет, мало чем отличающихся от военно-морского
комплекса ближней самообороны (CIWS) и,
действительно, предлагались разные экспериментальные решения. Например,
танковая противоракетная система TAMS тогдашней фирмы Marconi Defence Systems, предполагалось, должна
состоять из мини-башни, содержащей РЛС разведки и сопровождения для управления
двумя автономными 7,62-мм пулеметами. Однако по большому ряду причин
вероятность попадания, которую можно ожидать теоретически, не была в
действительности высокой и поэтому все исследования в этом направлении в
настоящее время прекращены.
Рис. 8.
Модель предложенной фирмой Marconi Defence Systems танковой системы активной
защиты TAMS показана на снимке установленной на танке "Чифтен". По
различным соображениям разработка таких, основанных на пушке, систем была
практически прекращена
От защиты объекта к обороне района
Все рассмотренные выше разные концепции систем средств защиты в большей
или меньшей степени являются системами защиты объекта, так как они могут
защитить лишь одну машину, когда она попадает под удар. США заинтересованы
другим философским подходом и фокусируют свои НИОКР на попытке поражать
подлетающие ракеты на больших расстояниях. Это фактически приведет к системе
обороны района, способной обеспечить эффективную защиту не только машине, на
которой она установлена, но и сопровождающим БМП и БТР.
Основные исследования по программе SLID (небольшое устройство перехвата низкой стоимости)
ведутся с
Рис. 9. Блок – схема
системы SLID:
1 – ракетный двигатель; 2
– вспышка выстрела пушки; 3 - пассивный датчик; 4 – угол подлета угрозы; 5 –
РЛС и процессор сигналов; 6 – угловая дальность; 7 – радиальная скорость; 8 – вычислитель обстрела; 9 –
пространственное положение машины; 10 – инерциальный ориентир; 11 – угол места
цели; 12 – нулевая установка; 13 –
система управления пусковым устройством; 14 – визир для прямой наводки; 15 –
пусковое устройство SLID; 16 – маневренная линия связи устройства SLID; 17 –
угроза (подлетающая ракета)
Активная защита от снарядов кинетического действия
В разных местах делаются также попытки определить систему активной
защиты для поражения подкалиберных бронебойных снарядов с удлиненным
сердечником кинетического действия. Автор также провел успешные испытания с
использованием запускаемых с помощью взрывчатого вещества "средств
нанесения удара" снарядам кинетического действия (рис. 10) (6). Он
обнаружил, что необходимо рассеивать разные осколки от снаряда по большей
площади основной брони для достижения значительного снижения пробиваемости. Эти
исследования еще находятся на уровне классификации и единственным хорошим и
интересным докладом, опубликованным до сих пор, на эту тему является доклад
Эйхельбергера (16).
Рис. 10. Активная защита
от снарядов кинетического действия с использованием "средств нанесения
удара":
1 – исходное динамическое
испытание; 2 – динамическое испытание на удар; 3 – Р исходное; 4 – Р
сопротивления = 7,5%
Если летающие плиты запускаются как средства нанесения удара
электромагнитными силами, они должны разгоняться раньше, чтобы перехватить
подлетающую ракету или снаряд кинетического действия на некотором расстоянии от
машины. Для этого необходимо иметь прибор обнаружения, который выдает
необходимую информацию (скорость, предполагаемое место попадания и т. д.)
вычислителю, который в самый нужный
момент генерирует пусковой сигнал для запуска этих средств нанесения удара
(рис. 11). По Вэйрауху (17), запускаемые электромагнитным способом средства
нанесения удара могут состоять либо из плит гомогенной брони, либо из
композитной брони, либо даже из реактивной брони.
Рис. 11. Блок – схема
воображаемой системы активной защиты от снарядов кинетического действия:
1 – угроза; 2 – прибор
обнаружения; 3 – вычислитель; 4 - источник питания; 5 - переключатели, 6 –
модули
Заключение
Различные возможные решения систем средств защиты, работающих по
принципу разрушения подлетающих снарядов, суммированы на рис. 12. В зависимости
от расстояния взаимодействия и дальность действия датчика должна быть
достаточно увеличена (рис.13).
Рис. 12. Суммирование
различных возможных решений систем средств защиты, работающих по принципу
разрушения подлетающих снарядов:
1 – системы средств
защиты, работающие по принципу разрушения подлетающих снарядов; 2 – малое
расстояние; 3 - среднее расстояние; 4 – большое расстояние; 5 – запускаемые
плиты; 6 – распределение осколков; 7 – осколки; 8 – ударные ядра (EPF); 9 –
кумулятивные струи; 10 – взрывчатое вещество; 11 – электротермический способ; 12 –
подрывные модули; 13 - радиальный; 14 – осевой; 15 – наклонный конус; 16 – пушки;
17 – неуправляемые ракеты; 18 – управляемые ракеты; 19 - пучковое оружие
Рис. 13.
Соотношение между дальностью действия датчика и дальностью перехвата систем
средств активной защиты малой, средней и большой дальности
Что касается соответствующих преимуществ и недостатков разных решений, то
следует понимать, что системы малой дальности также будут обеспечивать защиту
от внедорожных (противобортовых) мин или неуправляемых противотанковых ракет и
гранат, выстреливаемых сбоку на расстоянии
Подводя итоги, можно сказать, что активная защита является
ориентированным на будущее и радикально новым методом повышения живучести
танков и других боевых бронированных машин. Лишь немногие системы почти готовы
к боевому развертыванию. Введение систем активной защиты решительно снизит эффективность
имеющихся и предусматриваемых на будущее противотанковых ракетных комплексов (ATGW) и неуправляемых противотанковых средств пехоты и
выдвинет перед разработчиками противотанковых средств ряд серьезных проблем.
Однако сохраняется положение, что любая система может быть поражена
соответствующими средствами противодействия. Достаточно упомянуть, что датчики
и особенно вся система могут подавляться двойным пуском неуправляемых или
управляемых ракет с правильно установленной пространственной или временной
разностью (18). К тому же, даже при наличии системы средств защиты, работающих
по принципу разрушения подлетающего снаряда, основная броня должна обеспечивать
защиту от многих других угроз на поле боя, а также в операциях по сохранению
мира.
Ссылки
(1)
T. Terry, S. Jackson, C. Ryley, B. Jones and P. Worwell, "Fighting Vehicles"
("Боевые машины"), Brassey's Vol. 7, pp 125-127, 1990
(2)
M. Held, "Overview on Reactive Armour"
("Обзор по реактивной броне"), Proceedings of the European Armoured Fighting
Vehicle Symposium, Cranfield University, Shrivenham July 1-16, 1996
(3)
M. Held, "Active Protection Against KE-Rounds and
Shaped Charges at Short Distances" ("Активная защита от снарядов кинетического действия и кумулятивных зарядов на малых дальностях"), 19th International Symposium
on Ballistics,
(4)
W. Lanz,
(5)
M. Held, "Combination Projectile for Combating
Armored Targets" ("Комбинированный (универсальный) снаряд для ведущих боевые действия бронированных целей), US Patent 5-303-654 Filed
(6)
M. Held, "Armour" ("Броня"), 14th International Symposium on
(7)
S. Zaloga, "
(8)
M. Held, "Warhead Hit Distribution on Main Battle
Tanks in the Gulf War" ("Распределение попаданий боевых частей в основные боевые танки во время войны в районе Персидского залива"), Journal
of Battlefield Technology 2 1-9, 2000
(9)
M. Held, "Summary of Hardkill Defensive Aids
Systems" ("Резюме по системам средств защиты, работающих по принципу разрушения подлетающих снарядов"), 2nd European Armoured Fighting Vehicle Symposium, Cranfield University, Shrivenham,
UK, 1997
(10)
N. B. Wales, "Device for the Protection of Targets
against Projectiles" ("Устройство для защиты целей от снарядов), US Patent 3893368, Filed Dec. 1, 1954,
published July 08.1975
(11)
M. Held, "Defensive Aids for APCs" ("Средства защиты для БТР"), Proceedings of
Lightweight Armour Systems Symposium (LASS 99), 3 pages, 32 figures, November 1999
(12)
M. Held, "Schutzvorrichtung für Zielobjekte,
immobiler oder mobiler Art gegen
Zerstörung durch angreifende Munition" ("Protection Device for
static or mobile targets against attacking ammunition" – "Устройство защиты для неподвижных и движущихся целей от подлетающих боеприпасов"), German
Patent 2'612'673 filled on 25.03.1973, published 08.01.1998
(13)
M. Held, "Shaped Charge Jet Against a Transverse
Moving Target" ("Кумулятивная струя против движущейся по косой цели"),
Propellants, Explosives, Pyrotechnics 24, 325-327, 1999
(14)
E. Bonsignore, "Active Tank Protection: the
Russian Approach" ("Активная защита танка: российский подход"), Military
Technology, 39-42, 1997
(15)
K. Schlüter, "AWISS – Active Protection for
Armoured Vehicles" ("AWISS - активная защита для бронированных машин"),
Presentation on the 10th European AFV Attack and Survivability
Symposium,
(16)
В. Eichelberger,
"Dynamics of Rod/Bar Collision at High Velocity" ("Динамика столкновения стержня/бруса на высокой скорости"), 15th International Symposium
on Ballistics, Jerusalem, Israel, Vol. 1, TB II, 75-82, 1995
(17)
G. Weihrauch, "Die elektromagnetische Panzerung
als ein möglicher Schritt zur Erhöhung der
Überlebensfähigkeit gepanzerter Fahrzeuge" ("The
Electromagnetic Armour, a Possible Step to Increase the Survivability of
Armoured Vehicles" – "Электромагнитная броня, возможный шаг к повышению живучести бронированных машин"), ISL, Saint-Louis, France Pu 306/1995
(18)
M. Held, "Defeating Active Defence Systems by
Double-Firing of Missiles" ("Поражение систем активной защиты двойным пуском ракет"), 19th International Symposium on Ballistics, Interlaken, Switzerland, 985-992, 2001
* В
Manfred Held
Sensor-Fuzed Active Defence
Systems
Military Technology, 2001, No 10, p. 50-54
|
|
||||||||||||||||||
|