Развитие задач и возможностей истребительной авиации
С историко-научных позиций освещается развитие и применение авиации ПВО в послевоенный период (50~70-е годы), использование научно-технических достижений в истребителях 2-го и 3-го поколений. Приводятся общие научные и методические основы создания истребительной авиации, в том числе методы исследования боевых возможностей и эффективности комплексов перехвата. Рассмотрена общая часть проблемы повышения боевой эффективности истребителей, в том числе разработка аналитических оценок показателей эффективности перехвата и воздушного боя, точности стрельбы и прицеливания; освещена история создания прицелов, отработки пушечного и ракетного вооружения. Показан рост боевых возможностей истребителей, диапазонов высот и скоростей, зон возможных действий, зон возможного перехвата, роль в этом научно-методической базы. При рассмотрении характеристик самолетов, состоявших на вооружении войск ПВО страны в послевоенный период, обращается внимание в первую очередь на их боевое применение и анализ боевых показателей. Приводятся летные, тактико-технические данные и характеристики вооружения истребителей ПВО начального этапа и специализированных перехватчиков 3-го поколения. Описываются реальные боевые действия российских истребителей в локальных войнах; обобщается боевой опыт российской истребительной авиации. Послевоенный период создания и развития самолетостроения в СССР, и в частности авиации ПВО, характеризуется глубокой научно-технической революцией, знаменующей собой наступление эпохи реактивной, а в последующем ракетоносной авиации. В период с 1945 по 1975 год были разработаны и приняты на вооружение истребители 2-го и 3-го поколений. В эти годы в самолетных ОКБ совместно с НИИ и КБ было создано более 10 типов истребителей различного назначения и десятки их модификаций. Реактивный истребитель с жесткими требованиями по массе, прочности, эффективности воплотил в себе передовые достижения научно-технического прогресса и сам явился основой дальнейшего развития фундаментальных и прикладных наук в различных отраслях знаний. Послевоенный период развития авиации ПВО условно включает в себя два этапа создания истребителей (2-го и 3-го поколений): 1946-1960 гг. и 1960-1970 гг.
Период 1946-1960 гг. характеризуется:
• быстрыми темпами развития ракетной авиации;
• освоением сверхзвуковых скоростей полета;
• разработкой и принятием на вооружение всепогодных истребителей-перехватчиков за счет оснащения их бортовыми РЛС;
• разработкой и оснащением истребителей-перехватчиков ракетным управляемым вооружением класса "воздух-воздух".
В начале этого периода на вооружении авиации ПВО состояли истребители, которые использовались во фронтовой авиации ВВС (МиГ-9, Як-15, МиГ-15, МиГ-17, Як-25). Часть истребителей МиГ-17 и Як-25 оснащаются бортовыми РЛС, вооружение - пушечное. Боевые возможности этих истребителей обеспечивали уничтожение дозвуковых воздушных целей в пределах высот полета истребителей с атакой в заднюю полусферу под ракурсами 0/4 -=- 2/4. В 40-е годы и в начале 50-х годов на вооружении США и других стран НАТО находились в основном дозвуковые ударные средства: стратегический бомбардировщик В-47, тактический бомбардировщик "Канберра" В(1) Мк.8, истребители-бомбардировщики F-84G, F-86H и др. Состоящие на вооружении авиации ПВО нашей страны истребители и истребители-перехватчики МиГ-15, МиГ-17, Як-25, МиГ-19 вели успешную борьбу с этими целями. В 50-60-е годы продолжается совершенствование ударных и обеспечивающих средств воздушного нападения. В 1955 г. на вооружение принимается стратегический бомбардировщик В-52 (Vmax = 960 км/ч, Нпот =17 км), несколько позднее - стратегические бомбардировщики В-58 (Vmax =2200 км/ч, Н,ют= 18 км), "Вулкан-2", "Валиант", "Виктор-2" (Vmax= 1000... 1200 км/ч, Нпот до 17 км), истребители-бомбардировщики F-101A, F-104A, F-105B (Vmax до 2200 км/ч, Нпот = 14... 16 км), палубные бомбардировщики и штурмовики А-ЗД, А-4М (Vmax до 1100 км/ч, Н1ЮТ до 15 км), а в 1956 г. на вооружение принимается разведывательный самолет U-2 (Vmax= 855 км/ч, Нпот = 20...24,4 км). Таким образом, в рассматриваемый период значительно возрастает диапазон возможных высот и скоростей полета ударных средств, в том числе на боевых режимах полета. Продолжают совершенствоваться способы преодоления ПВО путем использования малых высот полета, усиления средств радиоэлектронной борьбы и огневого подавления объектов ПВО. Благодаря вооружению стратегической авиации управляемыми ракетами класса "воздух-земля" типа "Хаунд Дог", "Блю Стил" и др., становится реальным нанесение ударов по военно-промышленным объектам без захода ударных средств в зону действия средств ПВО. Тактическая авиация также вооружается ракетами класса "воздух-воздух". Состоящие на вооружении авиации ПВО истребители-перехватчики уже не обеспечивали эффективной борьбы с новыми целями. Необходимы были боевые комплексы с соответствующими ТТХ и системами вооружения. И такие средства разрабатываются параллельно с совершенствованием ударных средств воздушного нападения. При этом авиация ПВО окончательно переходит на сверхзвуковые самолеты с ракетным вооружением. Прослеживается явная тенденция разработки истребителей-перехватчиков ближнего действия и дальних перехватчиков, способных уничтожать воздушные цели на максимально удаленных рубежах, в идеале до пуска стратегическими бомбардировщиками управляемых ракет класса "воздух-земля". В 1953-1960 гг. разрабатываются и принимаются на вооружение специализированные истребители-перехватчики, решающие только задачи авиации ПВО (МиГ-19, Су-9, Су-11). Они оснащаются более совершенными бортовыми РЛС и ракетным вооружением класса "воздух-воздух". Принятие на вооружение этих истребителей означало переход авиации ПВО на сверхзвуковые скорости полета. Их боевые возможности обеспечивали перехват сверхзвуковых целей при атаке в заднюю полусферу с увеличением ракурса атаки до % и превышения цели над истребителем в момент пуска до 3.. .5 км. В этот период определяются взгляды на задачи авиации ПВО как средства зональной обороны при централизованном управлении в наземных системах. Начали формироваться представления об авиационном ракетном комплексе перехвата (АРКП), включающем сверхзвуковой истребитель, бортовую информационно-прицельную систему, управляемое ракетное вооружение и наземную систему управления и обладающем высокой скоростью, скороподъемностью, высотностью, всеракурсностью и всепогодностью действий. Были обоснованы принципиальные положения о необходимости выдвижения рубежей перехвата и наличии в составе авиации ПВО двух типов истребителей-перехватчиков. Определяется роль и значение авиационных средств в общей системе ПВО и формулируется техническая политика развития вооружения. Период 60-70-х годов характеризуется:
• разработкой и принятием на вооружение новых специализированных истребителей-перехватчиков;
• дальнейшим повышением ЛТХ истребителей, характеристик бортовых систем и вооружения;
• ростом боевых возможностей и эффективности истребителей-перехватчиков при поражении высотных и маловысотных целей на дальних рубежах, в условиях организованных помех и маневра цели, при огневом противодействии;
• принятием на вооружение ракет класса "воздух-воздух" 2-го поколения;
• повышением степени автоматизации боевого вылета.
В 1960-1967 гг. на вооружение авиации ПВО принимаются истребители-перехватчики Су-15, Як-28П, а также дальний перехватчик Ту-128. За счет оснащения этих истребителей более совершенными бортовыми РЛС с повышенными дальностями действия и ракетным вооружением класса "воздух-воздух" 2-го поколения стал реальным перехват воздушных целей под любыми ракурсами в передней и задней полусферах. В 1967-1970 гг. на вооружение авиации ПВО принимаются истребители-перехватчики МиГ-23М, МиГ-25П, ведется модернизация Су-15, Як-28П, МиГ-23М, МиГ-25П, Ту-128. В результате возросли боевые возможности ПВО по перехвату высотных (Нц = 28...30 км) и маловысотных целей (Нц = 0,04 ... 0,05 км), по обеспечению всеракурсности атаки, а также возможности ведения дальнего и ближнего боя (МиГ-25ПД, МиГ-23П, Су-15ТМ), в том числе за счет довооружения ракетой малой дальности Р-60(М). Интенсивное развитие авиации ПВО в рассматриваемый период было не самоцелью, а ответом на развитие средств воздушного нападения США и других стран НАТО и улучшение способов их боевого применения. Уже с середины 50-х годов ударные силы стратегической, тактической и палубной авиации начинают широко использовать не только средние и большие, но и малые и предельно малые высоты полета, радиоэлектронное противодействие, огневое подавление средств ПВО, сложные боевые порядки и маневр. Шло совершенствование авиационных крылатых ракет класса "воздух-поверхность". Развитие средств воздушного нападения предъявляло к авиации ПВО новые требования по возможности уничтожения:
• самолетов-носителей авиационных крылатых ракет на малых и предельно малых высотах и на дальних подступах к обороняемым объектам;
• авиационных крылатых ракет с малыми эффективными поверхностями рассеивания;
• самолетов-носителей и авиационных крылатых ракет в сложной помеховой обстановке;
• самолетов тактической и палубной авиации, прикрываемых истребителями сопровождения.
Поэтому при разработке новой авиационной техники и организации боевых действий учитывалась необходимость обеспечения:
• действий истребителей-перехватчиков на внешних направлениях путем наращивания и реализации максимальной дальности полета;
• возможности ведения групповых полуавтономных и автономных действий;
• поражения воздушных целей в широком диапазоне высот и скоростей полета, эффективных отражающих поверхностей и характеристик радиоэлектронного противодействия;
• уничтожения помехопостановщиков, высотных разведчиков, групповых и неразрешенных целей;
.• ведения воздушного боя.
Отдельно ставилась задача разработки дальнего перехватчика для создания глубокоэшелонированной обороны и уничтожения самолетов-носителей до пуска крылатых ракет на дальних рубежах. Организация противосамолет-ной обороны на северном и северо-западном направлениях на базе дальних перехватчиков диктовалась следующими соображениями:
• для основных сил стратегической авиации США кратчайшим расстоянием до административных и промышленных центров СССР были эти направления;
• имелись значительные трудности экономического и организационного характера по созданию высокоэффективной группировки ПВО этих районов на базе ЗРК и ближних истребителей-перехватчиков;
• эффективность ПВО на базе дальних перехватчиков выше, чем на базе ближних истребителей-перехватчиков.
Перед дальними перехватчиками в качестве основной ставилась задача по уничтожению самолетов-носителей до пуска ими крылатых ракет путем реализации групповых полуавтономных и автономных действий по информации оповещения, получаемой от средств дальнего обнаружения. Основным способом боевого применения считались действия дальних перехватчиков из положения "дежурство на аэродроме или в воздухе" по информации от наземных РЛС, АК РЛДН, самих дальних перехватчиков или при комплексном использовании этой информации в зависимости от складывающейся обстановки. Таким образом, в этот период военно-политическая обстановка поставила в повестку дня необходимость оснащения авиации ПВО истребителями ближнего и дальнего действия. С учетом боевых действий во Вьетнаме и на Ближнем Востоке значительное внимание уделяется вопросам повышения эффективности истребителей в условиях воздушного боя как за счет совершенствования бортовых информационно-прицельных систем, так и путем довооружения ракетами ближнего боя (Р-60). Реализуются значительные меры по повышению помехозащищенности систем вооружения, и, в частности, в бортовые РЛС внедряются моноимпульсные методы углового стробирования, повышается энергетический потенциал станций, используется перестройка несущей частоты, вводятся системные меры защиты от уводящих и пассивных помех, внедряются дополнительные дальномерные каналы и др. Разрабатываются и принимаются на вооружение наземные АСУ управления боевыми действиями авиационных комплексов перехвата. В итоге за послевоенный 25-летний период значительно возросли ЛТХ истребителей-перехватчиков и характеристики их систем вооружения, определяющие боевые возможности и эффективность. Так, максимальная скорость истребителей и дальность полета увеличились более чем в три раза, практический потолок и скороподъемность - в полтора раза, дальность обнаружения цели бортовыми РЛС и дальности пуска ракет- в 5... 10 раз.

Боевые характеристики перехватчиков 3-го поколения

Боевые возможности истребителей-перехватчиков в большой степени определяются высотно-скоростными характеристиками и режимами полета. Основными показателями авиационного комплекса перехвата как транспортной системы по доставке полезной нагрузки в целевые условия применения являются рубежные и временные характеристики. Под рубежом перехвата R понимается радиус полета самолета при заданном запасе или остатке топлива на борту и при выходе перехватчика в определенные конечные условия для целевых действий (поиска, обнаружения, наведения, атаки и др.). Обычно рубеж перехвата рассчитывается из условия полного израсходования имеющегося топлива (с учетом запасов и обязательных затрат), в связи с чем этот параметр называется максимальным по топливу рубежом. При его расчете учитывается необходимость обеспечения возвращения перехватчика на аэродром базирования. Другим основным показателем транспортных возможностей является время tR прибытия на максимальный по топливу рубеж. Оно также определяется запасом топлива GT, режимом работы двигателя, конечными значениями высоты Нк и числа М полета. При боевом применении авиации ПВО используется несколько типов базовых программ полета на перехват воздушных целей. Первый тип - форсажный применяется при ближнем перехвате, когда располагаемое время на перехват цели достаточно лишь для набора потребных (конечных) величин высоты и скорости для выполнения атаки. Второй тип программ — комбинированный используется при дальнем перехвате, когда располагаемое время позволяет реализовать дозвуковой крейсерский участок полета (помимо сверхзвукового) для увеличения рубежей перехвата. Третий тип - крейсерский используется при перехвате целей, летящих на высотах Нц= 10... 13 км со скоростями Уц> 1100 км/ч, а также при перехвате низковысотных целей на больших удалениях.
(в ППС цели).

Рубежные и временные характеристики перехватчиков 3-го поколения

Одним из показателей боевых возможностей авиационного комплекса перехвата является зона действия истребителя, которая определяется рубежно-временными характеристиками самолета, расположением аэродрома базирования (АБ), боковым пролетом (БП) цели, а также внешним информационным оповещением (Доп) о цели. Фактически эта зона представляет собой область, внутри которой возможен перехват цели, летящей со скоростью Уц при оповещении Доп- Размеры зон действия существенно зависят от профиля полета, применяемого истребителем при выполнении транспортной операции. Еще одним показателем боевых возможностей авиационного комплекса следует считать зону возможного перехвата, представляемую в виде диапазона высот и скоростей перехватываемых целей. Она строится отдельно для передней (ППС) и задней (ЗПС) полусфер атаки цели. Зона возможного перехвата обычно приводится наряду с ЛТХ как одна из стержневых характеристик конкретного АКП. Автоматизированное управление боевыми действиями Начиная с истребителей-перехватчиков 3-го поколения, авиация ПВО страны переходит на автоматизированное управление и наведение от наземных АСУ, сохраняя при этом и передачу команд по радио голосом. Борт самолета оснащается командной радиолинией управления, с помощью которой осуществляется взаимодействие АКП с наземной АСУ. Управление боевыми действиями истребителей может осуществляться с применением АСУ "Воздух-1", "Луч" и неавтоматизированным способом. Аппаратура управления и наведения систем "Воздух-1" и "Луч" позволяет автоматизировать решение задач по наведению истребителей на воздушного противника и передаче выработанных команд на борт истребителя. В состав наземных систем управления входит аппаратура автоматизированного решения задачи наведения истребителей. Наведение истребителей может осуществляться с применением аппаратуры АПН-1М, АНИП-68 и АСУ "Вектор", "Сенеж", "Рубеж". Системы "Вектор", "Сенеж", "Рубеж" применяются в соединениях ПВО, полностью или частично оснащенных средствами автоматизации АСУ "Луч", а АПН-1М- в системе "Воздух-1". Кроме того, все перечисленные средства могут применяться и в соединениях ПВО, не оснащенных средствами АСУ. АСУ "Вектор" предназначена для автоматизированного управления огнем зенитной ракетной бригады (полка) смешанного состава и автоматизированного наведения на воздушные цели истребителей с пункта наведения, совмещенного с автоматизированным командным пунктом бригады (полка). АСУ "Сенеж" представляет собой систему, созданную на базе АСУ "Вектор", и является модификацией последней. АСУ "Рубеж" предназначена для обеспечения автоматизированного управления боевыми действиями иап. Автоматизированное наведение перехватчиков 3-го поколения выполнялось с применением следующей аппаратуры: Су-15-98- АПН-1; Су-15-98М, МиГ-25, МиГ-25ПД- АПН-1М, АНИП-68, "Вектор", "Сенеж"; Ту-128-С-4, Ту-128-С-4М, МиГ-23П - АПН-1М, АНИП-58, "Вектор", "Сенеж", "Рубеж". Роль научно-методической базы и прикладных исследований В послевоенные годы значительное развитие получила научно-методическая база, используемая на различных этапах создания истребителя-перехватчика: обоснования облика и ТТХ, разработки, испытаний, модернизации и эксплуатации. Широко применяются модели различных бортовых систем и вооружения на основе аналоговой, аналого-цифровой и цифровой техники. Все это значительно сокращает сроки создания авиационной техники и повышает ее качество. Большая заслуга в разработке концепции авиации ПВО, отработке и испытаниях авиационных систем, бортового оборудования и вооружения методами полунатурного и математического моделирования, в том числе на динамических стендах, принадлежит ГосНИИАС и другим научным организациям. Наиболее полно и результативно участие ГосНИИАС в создании авиационной техники ПВО проявилось в научно-техническом сопровождении авиационно-ракетного комплекса перехвата МиГ-25 и истребительного комплекса МиГ-23. По системам бортового радиоэлектронного оборудования самолета МиГ-25 сопровождение заключалось в разработке эскизного проекта, структуры построения системы управления вооружением (СУВ), алгоритмов автоматического (при наземном наведении в системе "Воздух-1") и полуавтоматического (при самонаведении и выходе из. атаки) управления перехватчиком, логики и алгоритмов управления режимами работы СУВ и применения средств вооружения. Указанные задачи решались в аналоговом счетно-решающем приборе в составе БРЛС "Смерч" и в САУ-155П. Сопровождение включало также исследования и отработку режимов боевого применения методами математического и полунатурного (с опытными образцами аппаратуры) моделирования, вопросы построения управляемой ракеты Р-40 и ее системы управления. При создайии комплекса полунатурного моделирования КПМ-1550 истребителя-перехватчика МиГ-25, где впервые использовалась гибридная аналого-цифровая вычислительная система, было найдено много новых технических решений по сопряжению аналоговой и цифровой частей комплекса. Разработанная идеология построения математической модели на ЦВМ с учетом точности и устойчивости решения дифференциальных уравнений легла в основу всех последующих цифровых моделей при полунатурном моделировании в реальном времени. При оценке эффективности комплекса МиГ-25 стало широко применяться статистическое моделирование процессов перехвата. Исследования по самолету МиГ-23 и его модификациям, проведенные на основе научно-методической и стендовой базы ГосНИИАС, обеспечили получение следующих результатов:
• впервые на истребителе МиГ-23 был разработан метод несинхронной стрельбы из пушечной установки с использованием информации бортовой РЛС;
• впервые реализован комбинированный метод самонаведения истребителя при применении ракет средней дальности Р-23; этот метод, объединяющий методы "прямого сближения" и "кривой атаки", минимизировал расход перегрузки истребителя и сигнала ошибки наведения при пуске ракет, расширил зоны возможных атак цели (впоследствии комбинированный метод самонаведения был реализован на истребителе МиГ-29);
• выведены новые алгоритмы, описывающие зоны разрешенных пусков ракет, обеспечивающие реализацию возможностей ракет при всеракурсном пуске, а также пуске со значительным превышением и принижением по высоте полета цели;
• впервые реализована используемая в дальнейшем на всех отечественных самолетах идеология последовательных пусков двух ракет для поражения маневрирующих целей;
• разработаны и реализованы в аналоговом вычислителе АВМ-23 два варианта управления полетом самолета на боевых режимах: для истребителей МиГ-23М, МиГ-23МЛ, МиГ-23МЛМ- полуавтоматическое управление, формируемое в САУ-23 с использованием информации АВМ-23, при котором управляющие сигналы отображаются на индикаторе у летчика и выполняются его воздействием на органы управления; для варианта перехватчика МиГ-23П при наземном наведении в системе "Воздух-1"- директорное управление от САУ-23, что позволило максимизировать рубежи перехвата. Кроме того, на МиГ-23 впервые введено полуавтоматическое управление силовой установкой через сектор газа. Последующее участие в создании и отработке авиационных комплексов МиГ-31, Су-27 и их модификаций таких научных организаций, как ГосНИИАС, ЦАГИ, 30 ЦНИИ МО РФ, 2 ЦНИИ МО РФ, МНИИПА, НИИП и ряда других институтов России показали решающую роль научно-технического и военно-научного сопровождения при разработке образцов авиационной техники военного назначения. Главной задачей такого сопровождения является оценка концептуальных и технических решений, закладываемых в создаваемые образцы техники, выработка рекомендаций, направленных на обеспечение высокой боевой эффективности, боевой готовности, безопасности полетов и совершенства образцов, внедрение в них достижений научно-технического прогресса, развитие способов боевого применения. Научно-техническое и методическое сопровождение включает: оценку эффективности и экспертизу мероприятий промышленности по реализации рекомендаций и устранению недостатков, выявленных на этапах создания, испытаний и эксплуатации авиационной техники; оказание научной помощи исполнителям в решении технических проблем; оценку боевой эффективности комплексов; синтез бортовых алгоритмов систем управления вооружением и систем наведения оружия, стендовую отработку этих систем; участие в испытаниях на боевое применение; оперативно-тактическая, военно-техническая и эксплуатационная оценка качества реализации требований технического задания и др. Научно-методическая база используется на всех этапах жизненного цикла образца авиационной техники и наиболее широко - на стадиях создания научно-технического задела, формирования концепции и при проведении опытно-конструкторских работ. Примером значительной роли прикладных научных разработок и методической базы явились работы по авиационным комплексам МиГ-31 и Су-27. Над созданием этих авиационных комплексов перехвата, и поныне состоящих на вооружении ВВС России, и их бортовых систем трудились большие коллективы научных, конструкторских и производственных организаций страны. В целом ряде институтов и конструкторских бюро решались научно-технические проблемы разработки систем, интеграции борта, идеологии боевого применения, отработки и испытаний. Совместный труд инженеров, конструкторов, ученых, испытателей обеспечил высочайшие летные, боевые и тактические характеристики комплексов перехвата 4-го поколения, сохранившие передовой уровень до настоящего времени. Опыт разработки авиационных комплексов и бортовых систем различных поколений показывает, что только при полном использовании результатов научно-технического прогресса, методической базы и научно-технического задела возможно создание совершенной и высокоэффективной боевой техники.