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

Вода и камень Вода и камень

Грандиозные ирригационные сооружения прошлого, дошедшие до нашего времени

Вокруг света
Все просто, все включено Все просто, все включено

«Убойный отпуск»: Михалкова и Робак разыгрывают еще один семейный кризис

Weekend
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
Щи Щи

Щи: универсальности этого супа можно лишь подивиться

КАНТРИ Русская азбука
Вся надежда на русскую пчелу Вся надежда на русскую пчелу

Роспотребнадзор запретил ввоз пчел из Узбекистана, Казахстана и Киргизии

Наука
Ученые проследили развитие млекопитающих за 66 миллионов лет Ученые проследили развитие млекопитающих за 66 миллионов лет

​​​​​​​Ученые изучили летопись окаменелостей за последние 66 миллионов лет

ТехИнсайдер
Многоразовый космический корабль Многоразовый космический корабль

Как космический корабль «Буран» опередил свое время

Наука и техника
Зонд DART увидел омоложение поверхности Диморфа Зонд DART увидел омоложение поверхности Диморфа

Как планетологи составили портрет системы астероидов Дидим и Диморф

N+1
Москвич, бегущий по лезвию Москвич, бегущий по лезвию

Как два легендарных американских дизайнера спроектировали автомобиль «Москвич»

Правила жизни
5 дискомфортных фильмов, которые вскрывают психологические травмы 5 дискомфортных фильмов, которые вскрывают психологические травмы

Знаковые фильмы о травмирующем опыте, спрятанном в оболочке хоррора

Psychologies
Самолет комсомольцев Самолет комсомольцев

Уникальный авиационный проект, созданный комсомольцами и на деньги комсомола

Популярная механика
Загадочный конверт Загадочный конверт

Александр Бекзадян вел себя все менее и менее осмотрительно...

Дилетант
Спектакль на костях: самые известные случаи фальсификации собственной смерти Спектакль на костях: самые известные случаи фальсификации собственной смерти

Истории героев, которые попытались инсценировать собственные смерти

ТехИнсайдер
Солнце близко, но не греет: почему на вершинах гор часто лежит снег? Солнце близко, но не греет: почему на вершинах гор часто лежит снег?

Почему в горах всегда холоднее, чем внизу?

ТехИнсайдер
В магазин за рекламными продуктами: что мешает развитию рынка ретейл-медиа в России В магазин за рекламными продуктами: что мешает развитию рынка ретейл-медиа в России

Почему рынок ретейл-медиа в России развивается так неравномерно?

Forbes
Сухарно-судебная драма Сухарно-судебная драма

На протяжении двух недель Петербургский окружной суд ломился от светской публики

Дилетант
Как одиночество усиливает тягу к сладкому Как одиночество усиливает тягу к сладкому

Как отражается одиночество на пищевом поведении и эмоциональном состоянии

Здоровье
Два месяца в открытом океане по своей воле: история врача-экспериментатора Алена Бомбара Два месяца в открытом океане по своей воле: история врача-экспериментатора Алена Бомбара

Как молодой врач стал первым человеком, в одиночку пересекшим Атлантику

ТехИнсайдер
Типичный «бздых»: каких туристов больше всего не любят на морских курортах Типичный «бздых»: каких туристов больше всего не любят на морских курортах

Как стать туристом, которому нигде не будут рады?

Psychologies
Ваши цветы в этом очень нуждаются: 4 способа, как аккуратно стряхнуть пыль с комнатных растений Ваши цветы в этом очень нуждаются: 4 способа, как аккуратно стряхнуть пыль с комнатных растений

Как правильно вытирать пыль с комнатных растений

ТехИнсайдер
Осторожно: тромб! Осторожно: тромб!

10 неочевидных симптомов, которые могут сигнализировать о тромбах

Лиза
Железный конь: каким был первый мотоцикл Железный конь: каким был первый мотоцикл

Почему первые мотоциклы не пользовались огромной популярностью

ТехИнсайдер
Андрей Золотарев: «Я долго работал журналистом, и это было хорошее время» Андрей Золотарев: «Я долго работал журналистом, и это было хорошее время»

Сценарист Андрей Золотарев об искусстве написания сценария

Монокль
Дин Итэн: «Жизни обычных людей во всем мире похожи друг на друга» Дин Итэн: «Жизни обычных людей во всем мире похожи друг на друга»

Премьера спектакля китайского режиссера Дин Итэна «Я не убивала своего мужа»

Монокль
Один на один с собой: почему топ-менеджерам не хватает общения и как это исправить Один на один с собой: почему топ-менеджерам не хватает общения и как это исправить

65% опрошенных беспокоят вопросы выстраивания стратегии и партнерской работы

Inc.
Страсть на мушке Страсть на мушке

Известная парочка гангстеров, орудовавшая в Америке в годы Великой депрессии

P.I.C. Partner In Crime
Путешествия во времени и ядерный апокалипсис. Что ученые думают про фильмы Кристофера Нолана Путешествия во времени и ядерный апокалипсис. Что ученые думают про фильмы Кристофера Нолана

Вероятно ли воплощение научно-фантастических идей режиссера Кристофера Нолана?

СНОБ
3 способа осадить критикана: советы читательницы комментирует психолог 3 способа осадить критикана: советы читательницы комментирует психолог

Как бороться с обидной и непрошенной критикой?

Psychologies
«Горжусь нашим кастингом» «Горжусь нашим кастингом»

Режиссер Анна Матисон об истории адвоката Плевако и историческом детективе

OK!
Тени прошлого: как исторические травмы семьи заставляет нас выбирать худшую жизнь Тени прошлого: как исторические травмы семьи заставляет нас выбирать худшую жизнь

Глава из книги «Один на один с жизнью»: как историческая память травмирует нас

Forbes
Открыть в приложении