Depresivní situace v oblasti balistické podpory ohrožuje proces vývoje téměř všech válečných zbraní
Rozvoj domácího zbraňového systému není možný bez teoretické základny, jejíž tvorba je zase nemožná bez vysoce kvalifikovaných odborníků a znalostí, které vytvářejí. Dnes je balistika odsunuta do pozadí. Bez účinné aplikace této vědy je však těžké očekávat úspěch v oblasti činností v oblasti designu a vývoje souvisejících s vytvářením zbraní a vojenského vybavení.
Dělostřelecké (tehdy raketové a dělostřelecké) zbraně byly nejdůležitější složkou ruské vojenské síly ve všech fázích její existence. Balistika, jedna z hlavních vojensko-technických disciplín, byla zaměřena na řešení teoretických problémů vznikajících při vývoji raketových a dělostřeleckých zbraní (RAV). Jeho vývoj byl vždy v oblasti zvláštní pozornosti vojenských vědců.
Sovětská škola
Zdá se, že výsledky Velké vlastenecké války nezvratně potvrdily, že sovětské dělostřelectvo je nejlepší na světě, daleko před vývojem vědců a konstruktérů téměř všech ostatních zemí. Ale již v červenci 1946 byla na osobní pokyn Stalina vyhláškou Rady ministrů SSSR vytvořena Akademie dělostřeleckých věd (AAS) jako centrum pro další rozvoj dělostřelectva a zejména nové dělostřelecké technologie, schopné poskytování striktně vědeckého přístupu k řešení všech již naléhavých a nově se objevujících problémů.
Ve druhé polovině 50. let však vnitřní kruh přesvědčil Nikitu Chruščova, který byl v té době hlavou země, že dělostřelectvo je jeskynní technika, kterou bylo načase opustit ve prospěch raketových zbraní. Zavřeli řadu dělostřeleckých konstrukčních kanceláří (například OKB-172, OKB-43 atd.) A přebudovali další (Arsenal, Barikády, TsKB-34 atd.).
Největší škoda byla způsobena Ústřednímu výzkumnému ústavu dělostřeleckých zbraní (TsNII-58), který se nachází vedle OKB-1 Korolev v Podlipki u Moskvy. V čele TsNII-58 stál hlavní konstruktér dělostřelectva Vasilij Grabin. Ze 140 tisíc polních děl, které se účastnily bitev druhé světové války, bylo na základě jeho vývoje vyrobeno více než 120 tisíc. Slavná divizní zbraň Grabin ZIS-3 byla nejvyššími světovými autoritami vyhodnocena jako mistrovské dílo designové myšlenky.
V té době bylo v zemi několik vědeckých škol balistiky: Moskva (na základě TsNII-58, NII-3, VA pojmenovaná po F. E. Dzerzhinsky, MVTU pojmenovaná po N. E. Baumana), Leningrad (podle Mikhailovskaya Art Academy, KB Arsenal) „The AN Krylov Naval Academy of Shipbuilding and Weapons, částečně„ Voenmekh “), Tula, Tomsk, Izhevsk, Penza. Chruščovova řada „raketových“zbraní způsobila všem nenapravitelné škody, což ve skutečnosti vedlo k jejich úplnému zhroucení a likvidaci.
Kolaps vědeckých škol balistiky sudových systémů se odehrával na pozadí deficitu a zájmu o rané školení specialistů balistiky v raketovém a vesmírném profilu. Výsledkem bylo, že mnoho z nejslavnějších a nejtalentovanějších balistických střelců se rychle rekvalifikovalo a bylo v poptávce nově vznikajícího průmyslu.
Dnes je situace zásadně odlišná. Nedostatek poptávky po profesionálech na vysoké úrovni je pozorován v podmínkách značného nedostatku těchto odborníků s extrémně omezeným seznamem balistických vědeckých škol existujících v Rusku. Prsty jedné ruky stačí k sečtení organizací, které takové školy ještě mají, nebo alespoň jejich žalostných střípků. Počet doktorských disertačních prací obhájených v balistice za posledních deset let se počítá v jednotkách.
Co je balistika
Navzdory významným rozdílům v moderních částech balistiky, pokud jde o jejich obsah, kromě vnitřní, která byla v té době velmi rozšířená, včetně procesů studia fungování a výpočtu motorů balistických raket na tuhé palivo (BR), většina spojuje je skutečnost, že předmětem studia je pohyb těla v různých prostředích, neomezený mechanickými vazbami.
Když pomineme části interní a experimentální balistiky, které mají nezávislý význam, seznam otázek, které tvoří moderní obsah této vědy, nám umožňuje vyčlenit v ní dvě hlavní oblasti, z nichž první se obvykle nazývá designová balistika, druhá - balistická podpora střelby (nebo jinak - výkonná balistika).
Designová balistika (balistický design - PB) tvoří teoretický základ pro počáteční fázi navrhování projektilů, raket, letadel a kosmických lodí pro různé účely. Balistická podpora (BO) palby je základní částí teorie střelby a je ve skutečnosti jedním z nejdůležitějších prvků této související vojenské vědy.
Moderní balistika je tedy aplikovaná věda, mezidruhová v orientaci a interdisciplinární v obsahu, bez znalosti a efektivního uplatnění je těžké očekávat úspěch v oblasti konstrukčních a vývojových aktivit souvisejících s tvorbou zbraní a vojenského vybavení.
Vytváření slibných komplexů
V posledních letech je stále více pozornosti věnováno vývoji naváděných i korigovaných projektilů (UAS a KAS) s poloaktivním laserovým hledačem a projektilů využívajících autonomní naváděcí systémy. Mezi určující problémy při vytváření tohoto typu munice přirozeně patří především problémy s přístrojovým vybavením, ale mnoho otázek BO, zejména volba trajektorií, které zaručují snížení chyb při vkládání projektilu do „volitelného“miss range při střelbě na maximální vzdálenosti, zůstaňte otevřené.
Všimněte si však, že UAS a KAS se samočinnými bojovými prvky (SPBE), bez ohledu na to, jak jsou dokonalé, nejsou schopny vyřešit všechny úkoly přiřazené dělostřelectvu k porážce nepřítele. Různé palebné mise mohou a měly by být řešeny jiným poměrem přesnosti a neřízené munice. V důsledku toho by pro vysokou přesnost a spolehlivou destrukci celého možného rozsahu cílů měla jediná munice obsahovat konvenční, kazetové, speciální (průzkum dalšího cíle, osvětlení, elektronický boj atd.) Balistické střely s multifunkční a dálkovou výbušninou zařízení, jakož i naváděných a opravovaných projektilů různých typů ….
To vše je samozřejmě nemožné bez řešení odpovídajících úkolů BO, v první řadě vývoj algoritmů pro automatické zadávání počátečních nastavení pro střelbu a zaměřování zbraně, současné ovládání všech granátů v salvě dělostřelectva baterie, vytvoření univerzálního algoritmu a softwaru pro řešení problémů zasažení cílů, navíc balistické a softwarové Podpora musí splňovat podmínky informační kompatibility s bojovým ovládáním a průzkumnými prostředky jakékoli úrovně. Další důležitou podmínkou je požadavek na implementaci odpovídajících algoritmů (včetně vyhodnocení informací o primárním měření) v reálném čase.
Poměrně slibný směr vytváření nové generace dělostřeleckých systémů, s přihlédnutím k omezeným finančním možnostem, by měl být považován za zvýšení přesnosti střelby úpravou nastavení střelby a doby odezvy výbušného zařízení pro neřízenou munici nebo korekci dráhy pomocí výkonné orgány palubního systému korekce letu střely pro naváděnou munici.
Problémy s prioritou
Jak víte, rozvoj teorie a praxe střelby, zdokonalení válečných prostředků vede k požadavku periodické revize a zveřejňování nových pravidel pro palbu (PS) a řízení palby (FO) dělostřelectva. Jak dokazuje praxe vývoje moderních SS, úroveň stávajícího střelby z BW není odrazujícím faktorem pro zlepšování SS, a to i s přihlédnutím k potřebě zavést do nich oddíly týkající se vlastností střelby a řízení palby při provádění palebných misí s vysoce přesná munice, odrážející zkušenosti s protiteroristickými operacemi na severním Kavkaze a během vedení nepřátelských akcí na horkých místech.
To může být potvrzeno vývojem BO různých typů systémů aktivní ochrany (SAZ) v rozsahu od nejjednodušších SAZ obrněných vozidel až po SAZ silo odpalovacích zařízení MRBM.
Vývoj moderních typů vysoce přesných zbraní, jako jsou taktické rakety, malá letadla, námořní a jiné raketové systémy, nelze provést bez dalšího vývoje a zdokonalení algoritmické podpory pro inerciální navigační systémy (SINS) integrované s satelitní navigační systém.
Počáteční předpoklady pro možnost praktické implementace odpovídajících algoritmů byly brilantně potvrzeny při vytváření Osk Iskander-M, stejně jako v procesu experimentálních startů Tornado-S RS.
Rozšířené používání prostředků satelitní navigace nevylučuje potřebu používat optoelektronické korelační extrémní navigační systémy (KENS), a to nejen na OTR, ale také na strategických řízených střelách a hlavicích MRBM konvenčního (nejaderného) vybavení.
Významné nevýhody KENS, spojené s významnou komplikací přípravy letových úkolů (FZ) pro ně ve srovnání se satelitními navigačními systémy, jsou více než kompenzovány jejich výhodami, jako je autonomie a odolnost proti šumu.
Mezi problematické problémy, i když jen nepřímo související s metodami BO spojenými s používáním KENS, patří nutnost vytvořit speciální informační podporu v podobě obrázků (ortomosaiky) terénu (a odpovídajících databází), které splňují klimatické období při použití rakety a také překonávání zásadních obtíží spojených s nutností stanovení absolutních souřadnic chráněných a maskovaných cílů s okrajovou chybou nepřesahující 10 metrů.
Dalším problémem, již přímo souvisejícím s balistickými problémy, je vývoj algoritmické podpory pro tvorbu (výpočet) protiraketové obrany a vydávání údajů o určení souřadnicového cíle pro celý rozsah raket (včetně aerobalistické konfigurace) s hlášením výsledky výpočtu k objektům rozhraní. V tomto případě je klíčovým dokumentem pro přípravu PZ a standardů sezónní matice plánovaných obrazů terénu daného poloměru vzhledem k cíli, přičemž obtíže při získávání již byly uvedeny výše. Přípravu PP pro neplánované cíle identifikované během bojového použití RK lze provést podle údajů leteckého průzkumu pouze tehdy, pokud databáze obsahuje georeferencované vesmírné snímky cílové oblasti odpovídající ročnímu období.
Zajištění odpalování mezikontinentálních balistických raket (ICBM) do značné míry závisí na povaze jejich základny - na zemi nebo na palubě nosiče, jako je letadlo nebo moře (ponorka).
Zatímco BO pozemních ICBM lze obecně považovat za přijatelné, přinejmenším z hlediska dosažení požadované přesnosti doručení užitečného zatížení k cíli, problémy vysoce přesných odpalů podmořských balistických raket (SL) zůstávají významné.
Mezi balistické problémy vyžadující prioritní řešení upozorňujeme na následující:
nesprávné použití modelu WGS zemského gravitačního pole (GPZ) pro balistickou podporu odpalování podmořských balistických raket během podvodního startu;
potřeba určit počáteční podmínky pro odpálení rakety s přihlédnutím ke skutečné rychlosti ponorky v době startu;
požadavek vypočítat PZ až po obdržení příkazu k odpálení rakety;
s přihlédnutím k počátečním poruchám startu na dynamice počátečního segmentu letu BR;
problém vysoce přesného zarovnání inerciálních naváděcích systémů (ISS) na pohyblivé základně a použití optimálních filtračních metod;
vytvoření efektivních algoritmů pro opravu ISN na aktivním úseku trajektorie pomocí externích referenčních bodů.
Lze mít za to, že ve skutečnosti pouze poslední z těchto problémů obdržel potřebné a dostatečné řešení.
Závěr diskutované problematiky se týká problémů vývoje racionálního vzhledu slibné skupiny vesmírných prostředků a syntézy její struktury pro informační podporu používání vysoce přesných zbraní.
Vzhled a složení slibného seskupení vesmírných zbraní by měly určovat potřeby informační podpory poboček a ramen ozbrojených sil RF.
Pokud jde o hodnocení úrovně BO úkolů fáze BP, omezujeme se na analýzu problémů zlepšování TK nosných raket pro kosmické lodě (SC), strategického plánování a balistického návrhu bezpilotních blízkoprostorových dvouúčelových vozidel.
Teoretické základy BP LV kosmické lodi, položené v polovině 50. let, tedy téměř před 60 lety, dnes paradoxně neztratily svůj význam a nadále zůstávají relevantní, pokud jde o koncepční ustanovení v nich obsažená.
Vysvětlení tohoto, obecně řečeno úžasného jevu lze vidět na následujícím:
základní charakter teoretického vývoje metod BP v počátečním stádiu vývoje domácí kosmonautiky;
stabilní seznam cílových úkolů řešených nosnou raketou, které za posledních více než 50 let neprošly (z hlediska problémů s BP) zásadními změnami;
přítomnost výrazného zpoždění v oblasti softwarové a algoritmické podpory pro řešení hraničních hodnotových problémů, které tvoří základ metod kosmických lodí BP LV, a jejich univerzalizace.
Se vznikem úkolů operativního vypouštění satelitů komunikačního typu nebo satelitů systémů monitorování vesmíru na Zemi na oběžné dráhy s nízkou výškou nebo geosynchronní dráhou se flotila stávajících nosných raket ukázala jako nedostatečná.
Nomenklatura známých typů klasických nosných raket lehkých a těžkých tříd byla také z ekonomického hlediska nepřijatelná. Z tohoto důvodu se v posledních desetiletích (prakticky od začátku 90. let) začala objevovat řada projektů LV střední třídy, což naznačuje možnost jejich leteckého vypuštění pro vypuštění užitečného nákladu na danou oběžnou dráhu (například MAKS Svityaz, CS Burlak atd.) …
Pokud jde o tento typ LV, problémy s TK, přestože je počet studií věnovaných jejich vývoji, již v desítkách, nadále zdaleka nejsou vyčerpány.
Jsou zapotřebí nové přístupy a kompromisy
Použití ICBM těžké třídy a UR-100N UTTKh si zaslouží samostatnou diskusi v pořadí převodu.
Jak víte, Dnepr LV byl vytvořen na základě rakety R-36M. Je vybaven horním stupněm při startu ze sil z kosmodromu Bajkonur nebo přímo z oblasti odpalování strategických raket a je schopen umístit užitečné zatížení o hmotnosti asi čtyři tuny na nízké oběžné dráhy. Nosná raketa Rokot, která je založena na ICBM UR-100N UTTH a horním stupni Breeze, zajišťuje start kosmických lodí vážících až dvě tuny na nízké oběžné dráhy.
Hmotnost užitečného zatížení startu a startu-1 LV (na základě ICBM Topol) při vypouštění satelitů z kosmodromu Plesetsk je pouhých 300 kilogramů. A konečně, námořní nosná raketa typů RSM-25, RSM-50 a RSM-54 je schopna vynést na nízkou oběžnou dráhu zařízení vážící ne více než sto kilogramů.
Je zřejmé, že tento typ nosné rakety není schopen vyřešit žádné významné problémy průzkumu vesmíru. Nicméně, jako pomocné prostředky pro vypouštění komerčních satelitů, mikro- a minisatelitů, vyplňují své místo. Z hlediska hodnocení přínosu k řešení problémů BP nebyl jejich vznik nijak zvlášť zajímavý a vycházel ze zjevného a známého vývoje na úrovni 60.-70. let minulého století.
V průběhu let průzkumu vesmíru prošly periodicky modernizované techniky BP významnými evolučními změnami spojenými se vznikem různých typů prostředků a systémů vypuštěných na oběžné dráhy blízko Země. Obzvláště důležitý je vývoj BP pro různé typy satelitních systémů (SS).
Téměř již dnes hrají SS rozhodující roli při utváření jediného informačního prostoru Ruské federace. Tyto SS zahrnují především telekomunikační a komunikační systémy, navigační systémy, dálkové průzkumy Země (ERS), specializované SS pro operační řízení, řízení, koordinaci atd.
Pokud hovoříme o satelitech ERS, především o opticko-elektronických a radarových sledovacích satelitech, pak je třeba poznamenat, že mají značný design a provozní zaostávání za zahraničním vývojem. Jejich tvorba byla založena na daleko od nejefektivnějších technik BP.
Jak víte, klasický přístup ke konstrukci SS pro vytvoření jediného informačního prostoru je spojen s potřebou vyvinout významnou flotilu vysoce specializovaných kosmických lodí a SS.
Přitom v podmínkách rychlého rozvoje mikroelektronických a mikrotechnologických technologií je to možné a navíc - je nutný přechod k vytvoření víceúčelové kosmické lodi s dvojím účelem. Provoz odpovídajících kosmických lodí by měl být zajištěn na oběžných drahách v blízkosti Země, v rozmezí výšek 450 až 800 kilometrů se sklonem 48 až 99 stupňů. Kosmické lodě tohoto typu musí být při implementaci schématu dvojitého startu SC přizpůsobeny široké škále nosných raket: Dnepr, Cosmos-3M, Rokot, Sojuz-1, jakož i nosným raketám Sojuz-FG a Sojuz-2.
K tomu všemu bude v blízké budoucnosti potřeba výrazného zpřísnění požadavků na přesnost řešení problémů souřadnicově časové podpory řízení pohybu stávajících a perspektivních kosmických lodí diskutovaných typů.
Za přítomnosti takových protichůdných a částečně vzájemně se vylučujících požadavků je nutné zrevidovat stávající metody BP ve prospěch vytváření zásadně nových přístupů, které umožňují hledání kompromisních řešení.
Dalším směrem, který stávající metody BP dostatečně neposkytují, je vytváření vícesatelitních konstelací na základě high-tech malých (nebo dokonce mikro) satelitů. V závislosti na složení orbitální konstelace jsou takové SS schopné poskytovat regionální i globální služby územím, zkracovat intervaly mezi pozorováními pevného povrchu v daných zeměpisných šířkách a řešit mnoho dalších problémů, které jsou v současné době považovány přinejlepším za čistě teoretické.
Kde a co se balisté učí?
Zdá se, že uvedené výsledky, byť velmi stručná analýza, jsou dostačující k vyvození závěru: balistika v žádném případě nevyčerpala své schopnosti, které jsou i nadále velmi žádané a nesmírně důležité z hlediska vyhlídek na vytváření moderních vysoce účinných válečných zbraní.
Pokud jde o nositele této vědy - specialisty na balistiku všech nomenklatur a hodností, jejich „populace“v Rusku dnes vymírá. Průměrný věk ruských balistů s více či méně znatelnou kvalifikací (na úrovni kandidátů, nemluvě o doktorech věd) dlouhodobě přesahuje věk odchodu do důchodu. V Rusku neexistuje jediná civilní univerzita, ve které by se zachovalo oddělení balistiky. Až do konce vydržela pouze katedra balistiky na Moskevské státní technické univerzitě Bauman, kterou v roce 1941 vytvořil generální a řádný člen Akademie věd V. E. Slukhotsky. V roce 2008 ale také zanikl v důsledku přeprofilování na specialisty v oblasti vesmírných aktivit.
Jedinou organizací vyššího odborného vzdělávání v Moskvě, která pokračuje ve výcviku vojenské balistiky, je Akademie strategických raketových sil Petra Velikého. To je ale taková kapka v moři, která nepokrývá ani potřeby ministerstva obrany, a o „obranném průmyslu“není třeba mluvit. Stejně tak nedělají ani absolventi vysokých škol z Petrohradu, Penzy a Saratova.
Nelze neřeknout alespoň pár slov o hlavním státním dokumentu upravujícím výcvik balistiky v zemi - Federal State Educational Standard (FSES) vyššího odborného vzdělávání ve směru 161700 (pro kvalifikaci „bakalář“schválen ministerstvem školství Ruské federace dne 22. prosince 2009 č. 779, pro kvalifikaci „Mistr“- 14. 1. 2010 č. 32).
Vysvětlovalo to jakoukoli kompetenci - od účasti na komercializaci výsledků výzkumných aktivit (to je pro balistiku!) Po schopnost připravit dokumentaci pro řízení kvality technických procesů ve výrobních závodech.
Ale v diskutovaném FSES není možné najít takové kompetence, jako je schopnost sestavit palebné tabulky a vyvinout balistické algoritmy pro výpočet zařízení pro palbu z dělostřeleckých a raketových raket, výpočet oprav, hlavní prvky trajektorie a experimentální závislost balistický koeficient úhlu hodu a mnoho dalších, z nichž balistika začala před pěti stoletími.
Nakonec autoři standardu úplně zapomněli na sekci vnitřní balistiky. Toto odvětví vědy existuje již několik století. Tvůrci FGOS na balistice to odstranili jedním tahem pera. Nabízí se přirozená otázka: pokud podle jejich názoru od této chvíle již takoví „jeskynní specialisté“nebudou potřeba, a to potvrzuje dokument na úrovni státu, který zváží vnitřní balistiku sudových systémů a vytvoří solidní -pohonné motory pro operační taktické a mezikontinentální balistické střely?
Nejsmutnější na tom je, že výsledky aktivit takových „řemeslníků ze školství“se přirozeně neobjeví okamžitě. Zatím stále žereme sovětské rezervy a rezervy, vědecké i technické povahy i v oblasti lidských zdrojů. Snad bude možné tyto rezervy ještě nějakou dobu vydržet. Co ale budeme dělat za tucet let, když odpovídající obranný personál zaručeně zmizí „jako třída“? Kdo a jak za to bude odpovědný?
Při vší bezpodmínečné a nepopiratelné důležitosti personálu sekcí a dílen výrobních podniků, technologického a projekčního personálu výzkumných ústavů a konstrukčních kanceláří obranného průmyslu by oživení obranného průmyslu mělo začít vzděláváním a podporou profesionální teoretici, kteří jsou schopni generovat nápady a předpovídat vývoj slibných zbraní v dlouhodobém horizontu. V opačném případě budeme pro roli dobíhajících předurčeni na dlouhou dobu.