Управляемые авиационные бомбы с лазерным наведением

Управляемые бомбы были впервые применены в конце войны США во Вьетнаме, в основном для разрушения мостов и других подобных объектов, поражение которых не всегда достигалось даже при сбрасывании сотен тонн неуправляемых авиационных бомб.

Авиабомбы с лазерным наведением используют лазерный подсвет цели, при этом отраженный от цели сигнал воспринимается системой наведения бомбы. Блок управления крепится в носовой части обычной авиабомбы с помощью переходного устройства. В системе «Пэйв Уэй», разработанной фирмой Тексас Инструментс, весь блок управления, размещенный в носовой части, является автономным и не имеет кабелей и других коммуникаций, идущих вдоль корпуса бомбы или к самолету. Подсвет цели лазером может осуществляться с земли или с воздуха, причем во втором случае система целеуказания может находиться на отдельном самолете или на атакующем самолете – носителе.

Для целеуказания используются лазеры трех видов: твердотельные с оптической накачкой, газовые и полупроводниковые. Твердотельный лазер на иттриево-алюминиевом гранате с неодимом (длина волны 1,06 мкм) считается типовым, поскольку на этой длине волны функционируют многие оптические приборы. Кроме того он позволяет получать высокую выходную мощность в непрерывном и импульсном режимах. Из газовых лазеров известен лазер на СО² (длина волны 10,6 мкм). Этот лазер имеет лучшие характеристики работы в условиях тумана и задымленной атмосферы, может генерировать излучение большой мощности, имеет лучшую фокусировку излучения и повышенное тепловое действие на цель. Среди полупроводниковых лазеров находят применение лазеры на арсениде галлия с ограниченной выходной мощностью, для них характерны небольшие размеры, высокая надежность и малая стоимость.

В системе «Пэйв Уэй» блок чувствительных элементов смонтирован в корпусе, снабженном кольцеобразным оперением. Весь блок связан с основным корпусом посредством шарнира. Блок чувствительных элементов образует аэродинамически устойчивую систему (флюгер) и устанавливается в полете по вектору скорости авиабомбы. В носовой части флюгера имеются четыре кремниевых детектора, образующих координатор цели, имеется фильтр, пропускающий излучение только на длине волны устройства подсвета цели. Выходные сигналы четырех детекторов поступают на вычислительное устройство системы, находящееся в основном блоке системы управления. В результате обработки этих сигналов определяются сигналы ошибки, на основе которых формируются команды управления рулей, находящихся в задней части блока управления. При таком расположении рулей образуется аэродинамическая схема «утка». Благодаря применению аэродинамически устойчивого блок чувствительных элементов отпадает необходимость использования гироскопов в системе управления по основным каналам, а также в управлении бомбой по крену. Это обеспечивает повышение надежности и уменьшает стоимость системы.

Чтобы максимально упростить систему управления бомбы, положение рулей изменяется дискретно. Органы управления работают в релейном режиме «включено – выключено», при этом обеспечивается наведение бомбы с достаточной точностью.

Система управления действует таким образом, чтобы удержать бомбу в положении, при котором выходные сигналы всех четырех детекторов будут одинаковыми. Так как блок чувствительных элементов устанавливается по вектору скорости, то вырабатываются истинные координаты для наведения. При условии, что флюгер непрерывно разворачивается в направлении пятна лазерного подсвета, бомба в конечном счете упадет на землю в районе этой точки.

Питание электронной системы обеспечивается термобатареей, запуск которой осуществляется в момент сброса с помощью тросовой системы, связанной с держателем. Подобным образом приводится в действие и генератор горячего газа, который обеспечивает энергией рулевые приводы.

После сброса бомба падает по баллистической траектории до тех пор, пока блок чувствительных элементов не начнет принимать лазерный сигнал, отраженный от цели. Угол зрения приемника лазерного излучения дает возможность летчику производить сброс бомбы с некоторой ошибкой, однако величина допустимой ошибки зависит от чувствительности приемника и маневренных характеристик бомбы.

Окружающий цель фон можно рассматривать как источник помех. Но подсвечивающий лазер является источником импульсов с высоким уровнем энергии, позволяющим использовать приемник лазерного излучения в условиях практически любого окружающего освежения, в любое время суток, в неблагоприятных погодных условиях, причем единственный ограничивающий фактор – прозрачность атмосферы, так как обязательным условием является способность системы следить за целью на всем этапе наведения.

Другим элементом бомбы является комплект крыльев, прикрепляемый к хвостовой части бомбы в месте установки обычного стабилизатора. Они жестко закрепляются и не используются в системе управления бомбой. Таким образом, на корпусе бомбы не требуется прокладывать какие-либо коммуникации к системе управления. Такое решение позволяет упростить конструкцию и, следовательно, снизить стоимость системы. Применение неподвижного элемента (комплекта крыльев) позволяет также упростить модернизацию обычной неуправляемой бомбы в управляемую. Вся система управления, таким образом, помещается в едином блоке, и кроме тросовой системы, с помощью которой включается питание и газогенератор, никаких других связей с самолетом не имеется. Установка блока управления на самой бомбе отличается простотой. После того, как в бомбу вставлен головной взрыватель, весь блок управления прикрепляется к бомбе с помощью четырех болтов. Четыре руля размещаются отдельно и легко вставляются в боковые гнезда блока управления, после чего бомба может подвешиваться на балочный держатель. Вся система управления может быть проверена на земле с помощью КПА, обеспечивающей полную проверку системы.

Рассмотрим систему французских бомб с лазерным наведением и тактику их применения.

Фирма МАТРА с 1978 г ведет разработку управляемых авиационных бомб BGL (Bombes a’ Guidagе Laser) калибров 250, 400 и 1000 кГ с лазерной системой наведения. Бомба BGL состоит из корпуса стандартной бомбы SAMP, в хвостовой части которой имеется несущая поверхность с полускладывающимися крыльями, а в передней части – система наведения с рулевыми поверхностями.

Система наведения состоит из полуактивной лазерной ГСН, установленной на флюгере и измеряющей угол между вектором скорости и линией визирования, кренового гироскопа и рулевого привода. Бомба наводится по отраженному от цели лазерному лучу. Подсвет цели производится в течении всего полета бомбы продолжительностью 30…40 с, при этом целеуказание может осуществляться с самолета – носителя бомбы, с другого самолета или с земли. При наличии бортовой системы целеуказания летчик обнаруживает цель и направляет на нее лазерный луч. Как только цель попадает в зону подсвета. Летчик сбрасывает одну или несколько бомб и выполняет маневр уклонения, продолжая удерживать лазерный луч на цели.

Подсвет цели может производиться с другого самолета, что сокращает число самолетов, оснащенных системой целеуказания. В этом случае необходима координация действий между двумя самолетами – самолетом-носителем и самолетом целеуказания.

При использовании наземного поста подсвета, обслуживаемого оператором, имеющим радиосвязь с летчиком самолета – носителя, бортовое устройство обнаружения лазерного пятна – дальномер, указывает летчику направление на цель до момента сбрасывания бомбы. Далее, как и в предыдущих случаях, следует маневр ухода самолета, но до встречи бомбы с целью подсвет последней осуществляет наземный оператор.

Сбрасывание бомб с самолета может производиться с пикирования, кабрирования или с горизонтального полета на малых или больших высотах. При бомбометании с кабрирования под углом 300 скорость самолета составляет 1100 км/ч, высота сбрасывания 1000…1500 м, скорость на выходе из кабрирования 250 м/с, выход самолета из атаки с трехкратной перегрузкой.

Бомбы BGL целесообразно применять с горизонтального полета и с малых высот (50…100 м) на скоростях, соответствующих числу М < 0,9. В зависимости от способов сбрасывания дальность полета бомбы BGL находится в пределах 4…8 км, что соответствует средней дальности захвата цели полуактивной ГСН.

Система наведения бомбы обеспечивает точность попадания в пределах 1 м. Такая точность необходима для поражения как наземных целей (мосты, узлы железнодорожных и автомобильных дорог, позиции ПВО, командные пункты и др.), так и морских целей. Форма боевой части бомбы выбрана такой, чтобы обеспечить ее проникание в бетон с учетом ограниченной скорости сближения (180 м/с). По оценке фирмы MATRA, для разрушения опоры моста объемом в десятки кубических метров достаточно двух бомб калибра 1000 кГ (масса БЧ 850 кГ).

Массогабаритные характеристики бомб BGL приведены в табл.26.

Таблица 26

Калибр, кГ Характеристики
Масса, кГ: Корпуса бомбы Системы наведения Хвостового оперения Полная Длина, м: Отсека системы наведения Полная Размах, м: Рулевых поверхностей Складывающихся крыльев	1,30 3,15 0,69 0,65	1,30 3,55 0,65 0,89	1,50 4,20 0,80 0,90