О принципах работы и основах устройства эффективного противоракетного комплекса

НаукаHi-Tech

«Железный купол»: логика работы и техническое воплощение

Защита от атак реактивных снарядов жизненно необходима для Израиля. Тактическая система их перехвата постоянно проходит проверку на прочность в реальных ракетных нападениях. Мы расскажем о принципах работы и основах устройства эффективного противоракетного комплекса, прикрывающего города.

Николай Цыгикало, член-корреспондент Российской инженерной академии

Перехваты реактивных снарядов системой «Железный купол». Фото: Jack Guez / AFP

Простой снаряд с несложным запуском

Реактивные снаряды прошли долгий путь от средневековых пороховых ракет до реактивных систем залпового огня. Они широко прижились в системах вооружений: это блоки неуправляемых авиационных ракет для самолетов и вертолетов и многие системы залпового огня. Простота конструкции позволяет делать их при минимуме производственного оборудования. Как и простейшие пусковые устройства, вместе образующие кустарный ракетный комплекс дальностью в десяток километров. Примером служит «Кассам», возникший в начале нашего века.

Это металлическая труба длиной от менее метра до трех и более и диаметром с руку или ногу человека (6–18 см). Спереди у нее заряд взрывчатки и взрыватель, а основную часть трубы заполняет масса твердого топлива. Завершается корпус донным блоком с несколькими соплами и стабилизаторами снаружи.

Тяга двигателя сдергивает ракету со стартового устройства и бросает на 8–15 км, а тяжелые варианты и на 40–60 км. Реактивный снаряд летит подобно артиллерийскому снаряду гаубиц калибра 152 мм, на сопоставимые расстояния и с похожей скоростью. Топливо в тонком корпусе ракеты сгорает под меньшим давлением и не так эффективно, как порох в стволе орудия, поэтому им заполняют почти всю трубу. Неэффективно и прицеливание через простую установку стартового устройства в нужном направлении. Попадание по точечной цели невозможно из‑за разброса характеристик ракеты и низкой точности ее изготовления.

Но пролететь свои километры «Кассам» может, поэтому его запускают по площадным целям с жилой застройкой. Осколочно‑фугасная боевая часть способна поразить незащищенных людей, транспорт, повредить или поджечь здания. «Кассамы» запускают по израильским городам вблизи сектора Газа — Сдероту и Ашкелону.

Используя заводскую или кустарную пусковую установку, можно запустить и снаряд от реактивной системы залпового огня «Град». Диаметром 12 см и длиной почти 3 м, он может улететь на 20–40 км. Точность его пуска тоже невысока, но падение на город вполне может получиться. Простота кустарной работы позволяет делать «Кассамы» во множестве. Снаряды «Градов» тоже не штучные: боекомплект полного снаряжения установки составляет 40 снарядов. Если к ним есть доступ, то не к одной ракете. Возникает возможность залповой атаки многими снарядами, для защиты от которых нужна противостоящая техническая система.

Птицу видно по полету

Возможности и технические черты такой системы происходят от свойств ее типовых целей: множественность, неуправляемость и диапазон скоростей. Системе нужно уметь поразить сразу десяток или больше целей. Их скорости определяются дальностью: чем больше дальность, тем выше для нее нужна скорость снаряда. На дальностях в первые километры скорость самых медленных «Кассамов» может быть дозвуковой. Реактивный снаряд «Града» после выгорания топлива получает сверхзвуковую скорость около 700 м/с. Атмосфера «съест» часть скорости аэродинамическим сопротивлением, но сверхзвуковой режим полета сохранится. На масштабе десятков километров гравитационное поле Земли однородно, его силовые линии параллельны. Траектория свободного баллистического полета будет опрокинутой параболой с восходящей к вершине частью и нисходящей к точке падения. Без атмосферы эти две части одинаковы и симметричны. Но воздух «съедает» скорость снаряда, замедляя его к нисходящей части, и она снижается круче восходящей. Это привычная, хорошо изученная и освоенная траектория пуль и артиллерийских снарядов.

Важная их черта — неуправляемость. Снаряд падает по свободной баллистической траектории. С ее расчетной линии он немного сдвигается комплексом возмущений. Это небольшие углы атаки от неточности формы снарядов, их колебаний и вращений и снос бурлящей атмосферой. В силу случайности возмущений они частично парируются, и снаряд не уходит далеко от расчетной траектории; его путь и положения в небе легко предсказать. Не самая большая сверхзвуковая скорость и понятная траектория делают эту цель не очень трудной. Осложняют ситуацию малое время полета и множественность целей. Как решать задачу их перехвата?

Способ и средство поражения

Ракеты «Кассам» самого легкого варианта на стартовой позиции. Фото: Abid Katib / Getty Images

Перехватом называют принудительное прекращение полета цели в прежнем направлении. Для баллистических целей это уничтожение или отклонение точки падения от защищаемого объекта. Уничтожение — самый верный путь; нужно выбрать способ.

Атакующий реактивный снаряд направлен вдоль своей скорости, подобно стреле. Ближе к цели он летит носом к ней и виден оттуда в анфас, в самом скромном ракурсе. В его 16‑см диаметр надежно не попасть из зенитной пушки. А прямое попадание нужно и бронебойному снаряду, и ударному взрывателю для срабатывания.

Гораздо лучше взорвать у цели мощный осколочнофугасный заряд. Он разрубит цель на куски действием ударной волны взрыва или сильно отклонит вбок ее движение. Поток осколков пробьет цель во многих местах, помогая ударной волне и выводя из строя начинку. С выбором осколочно‑фугасной боевой части задача перехвата разделяется на два этапа: доставка заряда к цели и подрыв его там.

Лучшая доставка будет управляемой ракетой. Сверхзвуковая скорость обеспечит быстроту и короткое время, а управление полетом приведет к цели до поражающей близости. Система подрыва в нужный момент взорвет боевую часть ее полным действием по цели.

Сверхзвуковая скорость даст перехватчику также и маневренность. С помощью управляющих «крылышек» ракета займет угол атаки в 2–3 градуса к набегающему потоку воздуха. И этим создаст мощное газодинамическое сжатие потока на обдуваемой боковой поверхности перехватчика. Возникшая вдоль всего корпуса зона высокого давления даст боковые силу и перегрузку в десятки раз больше ускорения силы тяжести. Эта перегрузка энергично и быстро развернет полет в нужную сторону, обеспечив высокую маневренность ракетыперехватчика. Но зачем она нужна? Ведь цель летит по понятной, плавно изгибающейся кривой, не меняя генерального движения.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Помпеи — сундук с сокровищами, который никогда не перестанет удивлять Помпеи — сундук с сокровищами, который никогда не перестанет удивлять

В Инсуле 10 был обнаружен триклиний, украшенный невероятной красоты фресками

Наука
Археологи приготовили птиц по-неандертальски Археологи приготовили птиц по-неандертальски

Ученые попробовали приготовить пять птиц по-неандертальски

N+1
Вода и камень Вода и камень

Грандиозные ирригационные сооружения прошлого, дошедшие до нашего времени

Вокруг света
Социализация и саморазвитие: почему для людей, переживших рак, так важна реабилитация Социализация и саморазвитие: почему для людей, переживших рак, так важна реабилитация

Как в России устроена реабилитация онкопациентов?

Forbes
Вся надежда на русскую пчелу Вся надежда на русскую пчелу

Роспотребнадзор запретил ввоз пчел из Узбекистана, Казахстана и Киргизии

Наука
Любимое занятие тигров и виды, о которых мало кому известно: 50 фактов о больших и чертовски красивых кошках Любимое занятие тигров и виды, о которых мало кому известно: 50 фактов о больших и чертовски красивых кошках

Тигры: большие кошки, которые не перестают нас удивлять

ТехИнсайдер
Как победить хищника? Как победить хищника?

Навыки выживания, необходимые для победы над расой идеальных охотников

Популярная механика
5 книг о людях с экстрасенсорными способностями 5 книг о людях с экстрасенсорными способностями

Книги, которые исследуют мир экстрасенсорных способностей

Maxim
Великая степь Великая степь

Великая степь была всегда, сколько себя помнит человечество

Вокруг света
«Брянский сад» заложит яблоки на хранение «Брянский сад» заложит яблоки на хранение

«Брянский сад» запустил первую очередь современного хранилища на 5 тыс. т

Агроинвестор
Шагающий город Шагающий город

Жители Кируны, переезжая, решили взять с собой город

Вокруг света
9 упражнений, которые помогут не путать право и лево 9 упражнений, которые помогут не путать право и лево

Как научиться правильно определять направление и перестать путать лево и право

Psychologies
Толстые отложения углекислоты на ведомом полушарии Ариэля не отменили идею подповерхностного океана Толстые отложения углекислоты на ведомом полушарии Ариэля не отменили идею подповерхностного океана

«Джеймс Уэбб» обнаружил на Ариэле толстые отложения углекислотного льда

N+1
ДНК как вещдок, или без вины виноватый ДНК как вещдок, или без вины виноватый

К каким катастрофическим ошибкам может привести неверное толкование ДНК в суде

P.I.C. Partner In Crime
Реальное право на искусственное сознание Реальное право на искусственное сознание

Почему цифровая среда так плохо поддается правовой регуляции

Монокль
Флоатинг как способ ментальной перезагрузки: почему иногда полезно полежать в соленой воде Флоатинг как способ ментальной перезагрузки: почему иногда полезно полежать в соленой воде

Могут ли сеансы пребывания в солёной воде помочь справиться со стрессом?

ТехИнсайдер
За что умер Иван Сусанин? За что умер Иван Сусанин?

Кем был Иван Сусанин и чем он прославился?

Дилетант
Замужем за неизвестным Замужем за неизвестным

История одного брака, который превратился в сущий ад

P.I.C. Partner In Crime
Эта приправа снизит давление и улучшит пищеварение! Узнайте о полезных свойствах кардамона Эта приправа снизит давление и улучшит пищеварение! Узнайте о полезных свойствах кардамона

Что стоит знать о лечебных свойствах кардамона?

ТехИнсайдер
Имитирующий мышцы спины экзоскелет снизит нагрузку на позвоночник при поднятии тяжестей Имитирующий мышцы спины экзоскелет снизит нагрузку на позвоночник при поднятии тяжестей

Инженеры разработали экзоскелет, предназначенный для снижения риска травм спины

N+1
К границе ключ К границе ключ

Задача: спланировать поездку в другую страну и не разориться

VOICE
4 факта об обиде, которые помогут от нее освободиться 4 факта об обиде, которые помогут от нее освободиться

Почему обида пожирает нас больше, чем самого обидчика? Как с ней справиться?

Psychologies
Секты, пластическая хирургия и жизнь с двойником: главные книжные новинки этого лета Секты, пластическая хирургия и жизнь с двойником: главные книжные новинки этого лета

Актуальные книжные новинки о телесности, сектах и «почетных арийцах»

Forbes
«Рано или поздно цивилизация начинает сходить с ума и уничтожает себя. Как мы сейчас» «Рано или поздно цивилизация начинает сходить с ума и уничтожает себя. Как мы сейчас»

Что такое экзопланеты? Как они были открыты? Может ли на них существовать жизнь?

Наука
«Лето, лето, сказочное лето! От чудес кружится голова…» Стихи Тимофея Белозерова. Летние театры Российской империи «Лето, лето, сказочное лето! От чудес кружится голова…» Стихи Тимофея Белозерова. Летние театры Российской империи

Легендарные летние дачные театры Российской империи

Караван историй
Как одиночество усиливает тягу к сладкому Как одиночество усиливает тягу к сладкому

Как отражается одиночество на пищевом поведении и эмоциональном состоянии

Здоровье
Премия как зеркало московской архитектуры Премия как зеркало московской архитектуры

Современные тренды в архитектуре Москвы

Монокль
Красненькая пошла Красненькая пошла

Как отвращение к насилию превратило Сэма Пекинпа в «кровавого Сэма»

Weekend
Продуманный подход вместо запретов Продуманный подход вместо запретов

Собравшиеся на форум ученые и врачи обсуждали проблематику табакокурения

Наука
Финикийцы Азиатского материка Финикийцы Азиатского материка

Как согдийцам суждено было сыграть блестящую роль в формировании письменностей

Знание – сила
Открыть в приложении