ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ ПТРК FGM-148 JAVELIN СРЕДСТВАМИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ

Вопросы оборонной техники. серия 16: технические средства противодействия терроризму. Номер: 3-4. 2018

Канд. техн. наук В.И. Евдокимов¹, д-р техн. наукМ.В. Сильников², канд. техн. наук А.С. Алешин²

¹ОАО «ВНИИТрансмаш», ²ЗАО «НПО СМ»

На основе обобщения имеющегося открытого литературного материала разрабо­тана описательная модель функционирования противотанкового комплекса типа FGM-148 JAVELIN и процесса атаки им объекта бронетанковой техники. Выделены технические особенности функционирования комплекса. Сформулированы призна­ки траекторий полета ракеты в режимах прямой атаки и атаки сверху. Рассмотрен процесс функционирования системы наведения ракеты в условиях постановки ин­тенсивных тепловых помех. Дана оценка реализуемости защиты объекта бронетан­ковой техники от атаки ракетой FGM-148 средствами оптико-электронного проти­водействия. Предложены прототипы средств оптико-электронного противодействия.

Противотанковый комплекс (ПТРК) FGM-148 Javelin фирмы Javelin Joint Venture, образованной корпорациями Raytheon и Lockheed Mar­tin, принят на вооружение армии США еще в 1996 году. Комплекс производится большой се­рией и кроме армии США поставляется в два де­сятка стран. Конгрессом США в конце 2017 года принято решение о его поставке на Украину. В рекламных целях комплекс подается в прессе как универсальное и неотразимое противотанко­вое оружие.

Чтобы реально оценить возможности про­тиводействия ПТРК FGM-148 целесообразно обобщить известную информацию о нем, раз­работать описательную модель процесса атаки им объекта бронетехники и выделить технические особенности этого процесса, которые мо­гут стать основой для его нарушения средствами противодействия.

В состав ПТРК входят командно-пусковой блок (КПБ) и комплект ракет в транспортно-пусковых контейнерах (рис. 1) [1-5].

Рис. 1. ПТРК FGM-148 Javelin

КПБ М98А1 имеет в составе дневной визир, тепловизионный прицел, средства управления и индикации процесса запуска. Электропитание обеспечивает сменный одноразовый батарейный блок BA-5590/U, которого хватает на 4 часа не­прерывной работы.

Дневной визир имеет кратность 4^Х и поле зрения 4,8° х 6,4°. Он служит для наблюдения за полем боя при выключенном питании блока.

Тепловизионный прицел является основным средством управления. Он используется как для наблюдения за противником ночью и в условиях плохой видимости, так и для запуска ракеты. Работа прибора в спектральном диапазоне 8...12 мкм обе­спечена охлаждаемым фотоприемником на ос­нове соединения кадмий-ртуть-теллур. Система охлаждения включает сосуд Дьюара и двигатель Стирлинга. Время охлаждения фотоприемника до рабочей температуры после включения электропи­тания около 3,5 минут. Фотоприемное устройство обеспечивает разрешение 240 х 480 элементов в пределах поля зрения. Прибор имеет два режима наблюдения: широкое поле зрения 4,58° х 6,11° с кратностью 4,2^х и узкое поле зрения 2,00° х 3,00° с кратностью 9,2 ^Х.

Пересчет этих параметров показывает, что в режиме узкого поля зрения прицел позволяет видеть в картинной плоскости на дальности 2000 м участок местности 14 х 20 м, в режиме широкого поля зрения соответственно 32 х 41 м.

Выбор режима определяется характером по­ражаемой цели. При стрельбе по бронетехнике удобнее использовать узкое поле зрения для луч­шего захвата ракетой образа танка, при стрельбе по вертолету, с учетом подвижности цели и сла­бого фона, предпочтительнее использовать ши­рокое поле зрения.

Ракета размещена в герметичном транспор­тно-пусковом контейнере, который устанавливается на КПБ с углом возвышения +18°. На нем размещен блок энергоснабжения ракеты, содержащий одноразовый элемент электропитания и баллон со сжиженным аргоном для разового ох­лаждения фотоприемника головки самонаведения (ГСН) ракеты.

Фотоприемное устройство ГСН ракеты установлено в гиростабилизированном кардановом подвесе за обтекателем из сульфида цин­ка. Угол его прокачки относительно корпуса ракеты обеспечивает непрерывное слежение за целью в течение всего полета ракеты. ГСН ос­нащена матричным охлаждаемым фотоприемни­ком на основе соединения кадмий-ртуть-теллур с разрешением 64 × 64 пикселя. Его охлаждение до рабочей температуры обеспечивается за счет адиабатического процесса, возникающего при поступлении аргона из баллона. Время охлаждения до рабочей температуры составляет 10 се­кунд. Время работы ГСН при подготовке выстре­ла после активации баллона должно составлять менее 4 минут.

Секция управления позволяет ракете манев­рировать во время полёта и обеспечивает потребную для этого электрическую энергию (рис. 2).

Рис. 2. Отсек управления ракеты

Она имеет в составе блок обработки информа­ции с ГСН, четыре закрылка с приводами, элек­тромеханическую систему управления вектором тяги двигателя и термобатарею, обеспечиваю­щую бортовое питание за счет нагрева отсека в полете маршевым двигателем.

При подготовке и проведении атаки опера­тор переключает слежение на тепловизионный прибор, находит цель, совмещает ее с имеющей­ся в поле зрения рамкой, соответствующей полю зрения ракеты, дает команду на подготовку раке­ты к пуску, получив сигнал о готовности ракеты, переключает поле зрения на фотоприемник ГСН ракеты, производит донаведение на цель, полу­чает сигнал о захвате цели ГСН и производит пуск. Ракета стартует, причем стартовый двига­тель успевает отработать при ее движении вдоль трубы пускового контейнера и не дает перед опе­ратором вспышки демаскирующего пламени. На расстоянии около 20 м от оператора включа­ется маршевый двигатель. Пороховой маршевый двигатель, аналогичный используемым на ракетах BGM-71 TOW и AGM-114 Hellfire, за 4 секунды разгоняет ракету до скорости около 200 м/c и даль­ше она летит «на выбеге». В зависимости от траек­тории ракета достигает цели, удаленной на 2000 м, за 12...14 секунд. Скорость ракеты на финальном участке полета составляет 160…170 м/с [3].

Инструкция по эксплуатации комплекса FGM-148 особо предупреждает, что его использование нежелательно в условиях пожаров и других явлений мощного выделения тепловой энергии. Это позволяет сделать вывод о том, что в матрице фотоприемника ГСН, как и в других матричных оптико-электронных устройствах, фоновый порог чувствительности формируется интегрально по всему полю матрицы.

Сигналы от элементов детектора ГСН передаются на считывающую интегральную схему, оцифровываются и передаются на бортовой про­цессор. На всем протяжении полета заложенное в память ГСН изображение цели непрерывно, с частотой несколько десятков герц обновляется методом корреляционного анализа путем срав­нения с предыдущим кадром, чем обеспечива­ется устойчивое сопровождение цели, первоначально заданной оператором.

Из изложенного можно определить величину мгновенного поля зрения ГСН (примерно 0,4…0,5°) и сделать вывод о ее высокой защи­щенности от организованных тепловых помех, пространственно не совпадающих с направле­нием атаки. ГСН в полете видит практически только тепловой портрет танка, а при сближении с целью — его часть, и наводит ракету на него. Любое тепловое образование, лежащее за преде­лами поля зрения ГСН, не влияет на работу системы наведения.

Программно задана возможность реализа­ции двух режимов самонаведения ракеты после пуска.

Основной режим атаки бронетехники раке­той комплекса — атака сверху. В нем ракета по­сле начала работы маршевого двигателя за счет поворота вектора тяги набирает высоту под пре­дельным углом, обеспечивающим сохранение ГСН режима непрерывного слежения за целью, затем по команде с ГСН, вырабатываемой при максимальном развороте фотоприемника в кар­дане, переходит в зависимости от дальности до цели либо в горизонтальный полет, либо в ре­жим пикирования на цель под углом 45° (рис. 3). Высота набора и выбор режима полета опреде­ляется дальностью до цели.

Рис. 3. Траектория ракеты в режиме атаки сверху

Рис. 4. Траектория ракеты в режиме прямой атаки

На предельной даль­ности атаки 2000 м она составляет 160 м, и за на­бором высоты следует участок горизонтального полета. На заключительном участке полета раке­та всегда пикирует на цель под углом 45°.

Отметим, что маршевый двигатель отраба­тывает на первых 4-х секундах полета, дальше управление движением ракеты производится за­крылками.

Второй режим — прямая атака цели (рис. 4). Этот режим удобен, во-первых, для стрельбы по близким целям (минимальная дальность 65 м), во-вторых, по вертолетам.

В нем отсутствует горизонтальный участок полета. Набрав высоту, ракета идет прямо на цель под углом атаки около 2°. Величина набора высоты определяется дальностью до цели и на 2000 м составляет 60 м.

Анализ приведенной выше информации по­зволяет сосредоточить внимание на ряде особенностей работы рассматриваемого ПТРК.

Существует два фиксированных угла атаки (2° и 45°), под которыми могут подлетать к цели ракеты комплекса FGM-148.

Ракета оснащена охлаждаемым матричным тепловизионным фотоприемником спектрально­го диапазона 8…12 мкм, подверженным интен­сивному тепловому помеховому воздействию.

ГСН ракеты имеет предельно узкий угол зрения, причем захват цели происходит до стар­та и весь полет она самостоятельно отслеживает цель, непрерывно трансформируя ее образ.

Траектория ракеты предусматривает после старта резкий набор высоты.

Ракета оснащена кумулятивной боевой частью, имеющей мощную, но узкую зону поражения [3, 6].

На заключительном этапе полета ракета летит «на выбеге», маршевый двигатель интенсив­но работает только первые 4 секунды.

Использование в ракете BGM-148 кумуля­тивной боевой части позволяет ограничить за­щиту отведением атакующей ракеты за контур атакуемого объекта. Чтобы достичь этого необ­ходимо: во-первых, своевременно обнаружить атаку, во-вторых, сорвать процесс наведения ра­кеты. Последовательно оценим возможности ре­шения этих двух задач, опираясь на технические особенности ПТРК Javelin.

Даже в сложных помеховых условиях на поле боя старт и полет ракеты BGM-148 выделяется рядом характерных признаков. Существующий уровень оптоэлектроники дает возможность ре­гистрации оптико-электронным устройством на дальности более 2000 м излучения хорошо ви­димой при наборе высоты сбоку высокотемпе­ратурной газовой струи от интенсивной работы маршевого порохового двигателя. Выявлению факта атаки именно ПТРК BGM-148 Javelin спо­собствует участок резкого набора высоты на пер­вых секундах полета ракеты. Разворот ракеты по­сле набора высоты приводит к скачкообразному ослаблению уровня регистрируемого излучения. Оптико-электронное устройство с матричным фо­топриемником позволяет получить достаточную информацию для оценки степени угрозы и харак­тера атаки [7-9]. Так, при применении оптико-э­лектронного устройства с полем зрения по углу места 30° и матричным фотоприемником 256 × 256 диапазона 1,4…1,8 мкм может быть достигнуто угловое разрешение 0,1°, а подъем источника из­лучения регистрируется как изменение его угла места в двух описанных режимах применения ракеты на 4,6° и 1,7° соответственно. Регистрация длительности такого участка подъема содержит кроме выявления факта атаки информацию о дальности запуска. Кроме того, применение ма­тричного фотоприемника дает возможность зарегистрировать боковое смещение ракеты при на­боре высоты и тем самым решить летит ли она именно к данному объекту.

Рис. 5. GALIX-6 в действии

Задача срыва процесса наведения решается встречным использованием интенсивных источников теплового излучения, установленных не­посредственно на защищаемом объекте. ПТРК должен использоваться в различных природных условиях, на различных фонах, поэтому коэффици­ент усиления сигнала всегда формируется единым по всему полю зрения и автоматически выбирает­ся такой, который в наилучшей степени обеспечи­вает перед стартом ракеты выделение характерных элементов цели, используемых в дальнейшем для корреляции изображения. Скачкообразное инициирование в поле зрения ГСН интенсивного пи­ротехнического источника излучения приводит к снижению коэффициента усиления тракта преоб­разования сигнала, а следовательно, исчезновению этих характерных элементов за порогом разли­чения. Если такое явление происходит достаточ­но долго (более 1…2 с), в логике ракеты заложен переход в режим неуправляемого полета в точку предполагаемого нахождения цели по сигналам гироскопа, т.е. значительно менее точный режим, в котором вероятность попадания в движущуюся цель снижается с 0,95 до 0,1. В качестве примера может быть приведен пиротехнический излуча­тель GALIX-6 фирмы Etienne Lacroix (рис. 5), раз­работанный, правда, для иной цели [10, 11].

Опыт работы с тепловизионной техникой позволяет предполагать, что наилучшие резуль­таты могут быть достигнуты при использовании достаточно мощных искрящих пиротехнических излучателей типа «фонтан», когда вслед за пер­воначальной интенсивной вспышкой, длящейся 1…1,5 с, происходит на время атаки ПТРК не­прерывный разлет вверх расходящимся потоком горящих осколков пиротехнического снаряже­ния, обеспечивая не только изменение коэффи­циента усиления тракта, но и динамизм смены картины от кадра к кадру.

Последовательное решение задач обнаруже­ния старта ракеты и воздействия на ее ГСН реали­зует цикл защиты, обеспечивающий резкое сниже­ние эффективности применения ПТРК BGM-148 Javelin [12, 13].

Изложенное позволяет сделать вывод о том, что ПТРК BGM-148 недостаточно защищен от помехового воздействия средствами оптико-электронного противодействия.

Литература

1.    Евдокимов В.И., Гуменюк Г.А., Андрю­щенко М.С. Неконтактная защита боевой техни­ки. — СПб.: Реноме. 2009. 174 с.

2.    Борисов Е.Г., Евдокимов В.И. Высокоточное оружие и борьба с ним. — СПб.: Лань. 2013. 476 с.

3.    Степанов В.В., Андрющенко М.С., Евдо­кимов В.И., Зайцев Е.Н., Куртц Д.В., Халитов В.Г. Современные противотанковые средства. — СПб.: Реноме. 2016. 195 с.

4.    FGM-148 Javelin в деталях. Милитари Ревю. URL: http://militaryreview.su/288-fgm-148- javelin-v-detalyah.html.

5.    Army U.S. FM 3-22.37 «Javelin medium antiarmor weapon system». Headquarters Depar­tment of the Army Washington, DC, 23 January 2003.

6.    Сильников М.В., Лазоркин В.И., Михай- лин А.И., Астафьев А.В., Карпович А.В. Оптико­электронная система определения координат дви­жущихся объектов и целей, демаскирующих себя вспышкой выстрела и координат разрывов сво­их снарядов как составляющая разведыватель­но-огневой системы // Известия РАРАН. N° 3 (78). 2013. С. 10-15.

7.    Евставьев А.В., Лазоркин В.И., Сазы- кин А.М. и др. Оценка целесообразности вве­дения оптико-электронного пеленгатора атаки ПТУР в бортовой комплекс защиты объекта бро­нетанковой техники // Вопросы оборонной тех­ники. Серия 16. 2013. Вып. 9-10. С. 78-84.

8.    Волков В.Г. Приборы ночного видения но­вых поколений. Техника для спецслужб. 2008. URL: http://www.bnti.ru/showart.asp?aid=518&lvl=10.02.

9.    Волков В.Г. Многоэлементные фотоприем­ные устройства для области спектра 0,8.. .2,6 мкм и их применение. Электронные компоненты. 2007. № 9. С. 18-24.

10.Артемов М.Л., Артюх С.Н., Гуменюк Г.А. и др. Аэрозольная защита бронетехники в локаль­ных конфликтах // Вопросы оборонной техники. Серия 16. 2014. Вып. 3-4. С. 22-27.

11.Степанов В.В., Андрющенко М.С., Бори­сов Е.Г., Гуменюк Г.А., Евдокимов В.И., Зайцев Е.Н., Куртц Д.В., Халитов В.Г. Методы и средства защиты бронетехники. — СПб.: Реноме. 2017. 311 с.

12.Сильников М.В., Лазоркин В.И., Михайлин А.И. Обоснование характеристик неуправля­емого защитного боеприпаса с радикально-коль­цевым полем поражающих элементов // Вопросы оборонной техники. Серия 16. 2014. Вып. 11-12 (77-78). С. 94-97.

13.Сильников М.В., Лазоркин В.И. Дина­мическая защита мобильных небронированных объектов от переносных средств поражения коль­цевыми зарядами // Вопросы оборонной техни­ки. Серия 16. 2017. Вып. 3-4 (105-106). С. 91-97.