КАЗ для истребителя

Предлагаю поразмышлять о создании Комплекса Активной Защиты (КАЗ) для истребителя.
В основе комплекса высокоточная скорострельная (50-100 выстр/сек.) турель с временем отклика 5 мкс и временем наведения на цель 1000 мкс. Турель крепится в одной плоскости с радаром обнаружения и сопровождения атакующих ракет. Имеется также узконапрвленный длиннофокусный радар (или видеокамера) высокого разрешения, спаренный со стволом турели, для высокоточного наведения при стрельбе. Точность наведения турели при стрельбе должна быть порядка двадцати угловых секунд.
При указанном времени наведения на цель имеется десятикратный запас по времени между выстрелами для коррекции отдачи от предыдущего выстрела. Указанная скорострельность, насколько я понимаю, вполне достижима, и её будет достаточно, чтобы на последнем километре сближения ракеты с целью произвести по ней 50 выстрелов, и это на встречных курсах. При противоракетном маневре с игрой вдогонки число выстрелов увеличивается до 150.
Целесообразный калибр пушки 20 мм, или 23 мм. При весе снаряда 174 гр для 23 мм и встречной скорости соударения 2000-2500 м/с имеем энергию соударения 0.3-0.5 МДж. От такого удара соременные ракеты воздух-воздух не защищены, насколько я понимаю. Хотя это идеальный случай, но столкновения с рикошетом ракете тоже  мало не покажется.

Сильной стороной концепции является то, что угол между траекториями ракеты и снарядов КАЗ мал, т. к. ракета наводится на относительно малоразмерную цель. В идеальном случае - "ракета летит на турель" сбить её не представляет труда. При использовании электрического запала для патронов КАЗ и грамотной системе управления турелью ракету не спасет даже активное маневрирование на участке подлета к цели.

Слабой стороной концепции является время наведения на цель. Посчитал навскидку усилие, необходимое, чтобы сдвинуть метровый ствол весом 10 кг на один градус за это время, получилось 10 тонн (оценка сверху). Т. к. зависимость квадратичноя, то при увеличении  времени наведения втрое требуемое усилие снижается в 10 раз. В то же время 3000 мкс ещё вполне достаточно для концепции корректируемого между выстрелами огня.

Что касается радаров, то я в этом вопросе полный ноль. Поэтому мне интересно мнение специалистов о реальности создания радара широкого обзора для грубого наведения, и узконаправленного радара, или скорее оптичекого устройства, для высокоточного наведения с частотой обновления информации не менее 10000 Гц, при точности 20 угловых секунд.

Что касается механики, то принципиального тупика здесь не вижу. Если современные пушечные системы способны сбивать пролетающие мимо ракеты, то ракеты, летящие непосредственно на носитель турели сбить принципиально легче. Что касается времени отклика, то даже промышленные приводы имеют 5 мкс (например: http://www.stoikltd.ru/netshop/servoprivod/servoprivods_242.html).

Что касается веса самой пушки, то он, вроде, невелик (см. ГШ-6-23) вес приводов турели также можно оптимизировать. Боекомплекта в пол-тонны (1500 патронов) хватит на много ракет.

Остается, конечно, тьма технических вопросов, однако выигрыш при получении оружия, способного сбивать подлетающие ракеты с вероятностью 0.95 будет неоценим. Опять же, если из задумки получится изделие, то подобную систему можно будет использовать и как КАЗ для защиты малоразмерных наземных объектов от ВТО.

Если у кого-нибудь возникнут замечания относительно принципиальной не реализуемости концепции, или вопросы по изложенному материалу,то прошу высказываться.

P. S. Прошу заранее не судить строго за сумбурность изложения.

теоретик

Указанная скорострельность, насколько я понимаю, вполне достижима, и её будет достаточно, чтобы на последнем километре сближения ракеты с целью произвести по ней 50 выстрелов, и это на встречных курсах.

Для начала давайте посмотрим каковы скорости полёта современных ракет "воздух-воздух"..? они равняются величине примерно 4,5 Мах. число Мах равняется примерно 1200м/с т.е. 1,2 км/сек.. Как Вы считаете попасть из скорострельной пушки в ракеету летящую почти с гиперзвуковой скоростью это реально..?

При противоракетном маневре с игрой вдогонки число выстрелов увеличивается до 150.

Да хоть до1500.. Тем более при осуществлении противоракетного манёвра попасть в цель летящую со скоростью примерно 5600м/сек + скорость атакуемого самолёта.. а успеет ли атакуемый самолёт поразить ракету "воздух-воздух" летящую с такой скоростью тем более из авиапушки соскорострельностью 50/150 выстрелов/мин..?
В настоящее время наиболее реальным средствомтпротиводействия таким ракетам да и то с относительно небольшой вероятностью уклонения является противоракетный манёвр и противодействие средствами РЭБ..

цель летящую со скоростью примерно 5600м/сек

Вы Игорь, прям как  рыболов, слегка преувеличили рыбку. Давайте остановимся на 1500м/сек, и это не мало.
А вообще идея требует вдумчивого анализа, при наличии сферического обзора и сверхманёвренности, ракета будет засечена заранее и у пилота есть возможность расположить ЛА в нужном ракурсе, наиболее выгодном для стрельбы пушек.

АлекЖук
прошу прощения.. Я имел в виду 5600км/час.. просто невнимательность.. и да, получается примерно 1500м/сек. но и на такой скорости ракету такого класса "воздух-воздух" поразить пусть даже из скорострельной пушки вряд ли получится.. тем более при активном противоракетном маневрировании..

Начинать надо с КАЗ для ударных вертолётов. От ПЗРК и танковы управляемых снарядов защитщать.

Для начала давайте посмотрим каковы скорости полёта современных ракет "воздух-воздух"..? они равняются величине примерно 4,5 Мах. число Мах равняется примерно 1200м/с т.е. 1,2 км/сек.. Как Вы считаете попасть из скорострельной пушки в ракеету летящую почти с гиперзвуковой скоростью это реально..?

Если ракета летит на догонном курсе, то вполне.

Имран

Если ракета летит на догонном курсе, то вполне.

Не знаю.. Но я лично очень сомневаюсь в этом..

Контролируемая сфера вокруг ЛА уже есть, автоматика, мгновенно реагирующая на приближающуюся ракету и способная без участия пилота, для экономии времени, развернуть ЛА в нужное направление есть, тут важно решить, что лучше, скорострелка малого калибра, или отстреливаемая в направлении атакующей ракеты некая хреновинка-другая, большого калибра, с поражающими элементами и дистанционным взрывателем на расстоянии в 20-30м от ЛА создающая сплошное облако стальных шариков прямо по курсу ракеты. Тем более, что ракета летит в сторону ЛА, т.е её траектория заранее известна, расстояние и скорость заранее определены бортовыми приборами и эта инфа введена в отстреливаемую фиговину при выстреле.

АлекЖук
В принципе согласен, но с одной оговоркой.. Ракета летящая в сторону ЛА может так же маневрировать возможно даже по непредсказуемой или труднопрогнозируемой траектории.. И в этом случае придётся крепко подумать над созданием такой системы.. Но что касается скорострельных пушек против таких ракет то по моему мнению они малоэффективны если вообще хоть сколько нибудь будут эффективны особенно с предлагаемой скорострельностью в 50-150 выстрелов в минуту.. Нужно как минимум не менее 5000выстрелов/мин.. Но при такой скорострельности разместить на бюорту например истребителя необходимый боезапас для таких скорострелок кроме прочего вооружения вряд ли возможно.. Поэтому Вы скорее всего правы, нужно искать какое то другое более эффективное средство поражения..

ИгорьЯ
Я собственно про 50-150 выстрелов в секунду говорил, то есть про ту же скорострельность (5000/мин), что и Вы.
Второе - я взял на себя смелость предположить следующее (и здесь я вполне могу ошибаться):
При движении истребителя вдоль оси истребитель-ракета, то есть без противоракетных маневров современная зенитная ракета также будет прямолинейно двигаться к истребителю. В этом случае сбить её не составит труда даже одним двумя выстрелами (как крайний случай - если ракета движется вдоль оси ствола пушки, то сбивается одним выстрелом). Но это, наверно, мечты. Поэтому я и предложил скорострельность на два порядка выше. При скорострельности 100-150 выстр/сек. на последнем километре сближения можно перекрыть 100 различных траекторий подлета ракеты к истребителю. По моему это не мало, но опять же, могу ошибаться.
Третье - безусловно система управления турелью будет отслеживать скорость ракеты в плоскости перпендикулярной прямой "ракета-истребитель" и стрелять с необходимым упреждением, что ещё увеличит вероятность сбить ракету. Проекция скорости ракеты на эту плоскость уже заведомо меньше, чем 1500м/с.
Не исключаю, что идея бредовая, но сама по себе скорость ракеты тут не является аргументом.
Ещё раз напомню: основная особенность предлагаемой системы - высокая точность стрельбы и времени выстрела, а также корректировка положения ствола между выстрелами для компенсации последствий отдачи. Для такой корректировки можно использовать специальный скоросной сервопривод точного наведения (наболдажник на конец ствола со смещаемым центром масс, например).
Для "грубого" наведения ствола уже использовать другой сервопривод.

ИгорьЯ
Цитата: "Но при такой скорострельности разместить на бюорту например истребителя необходимый боезапас для таких скорострелок кроме прочего вооружения вряд ли возможно.. "
Давайте посмотрим, какой-же нужен боезапас и его вес. Вес 23 мм патрона = 325 грамм, то есть боезапас в 1500 патронов весит полтонны. Тяжело но подъемно. Сбивать ракету имеет смысл на последнем километре сближения, а это порядка 100 выстрелов. Боекомплекта хватит на 15 ракет, а весит он гораздо меньше 15 зенитных противоракет.

А если для фатального повреждения ракеты достаточно и меньшего калибра пушки, например 12 мм, то сбивать ракеты можно десятками.

1)Противоракетное маневрирование ракет - должно быть очень затратная вещь - наверняка жрет дополнительное топливо.
Значит сокращает радиус поражения цели - уже плюс - не сбить так напугать, заставить ракету маневрировать - это уже небольшая победа - на самолет топлива может не хватить.

2)Если использовать реактивные снаряды, то не нужен "длинный ствол" и скорость таких боеприпасов может превышать скорость ракеты и можно их сделать с тепловым наведением.
Уж ракета никак свой выхлоп не скроет.

3)Ну и как ни маневрируй, а более мощный копьютер все равно способен предугадать её поведение.
Например, на резкий маневр самолета, ракета будет вынужденна стандартно реагировать, если она в этот мамент "противоракетно маневрировала" то может оказаться, что она не в ту сторону маневрировала.

4)А почему нигде не рассматривается вариант с временным повышением малозаметности самолета?
В бою Раптора и Рафаэля проскальзывала такая фраза, что мол Раптор иногда (при удачном ракурсе) все же исчезал с экранов радаров и слетал с сопровождения. Это значит, что самолет может временно отключить двигатели, повернуться к ракете самым незаметным ракурсом и лететь некоторое время в режиме невидимости, пока ракета не выработает все топливо.
Параллельно можно пытаться эту ракету отстрелить.

Еще можно облепить заряд снаряда микродетонаторами по всей поверхности с подводом каждому по проводу.
Тогда подрывая в правильном порядке детонаторы можно создать направленный взрыв в любом заданном направлении ,с хорошей точностью.
(эдакая фазированная детонационная решетка)
Тогда снаряду достаточно приблизиться к ракете на расстояние метров 10 или сколько позволит точность направленного взрыва и уничтожить ракету направленной взрывной волной.

Мне тут другой аспект задачи стал интересен.
ИгорьЯ говорит про скорость ракеты

1,2 км/сек.

и, одновременно, про её высокую маневренность.
Оценим маневренность ракеты при таких скоростях, взяв стандартное значение для максимальной перегрузки ракеты в 30g. По вормуле для центростремительного ускорения
V*V/r=30g можно вычислить минимальный радиус поворота траектории ракеты r=V*V/(30*9.8). Получим, ни много ни мало, пять километров. При таком радиусе поворота траекторию ракеты на последних 100 м сближения с самолетом можно без сильного упрощения считать прямолинейной.
При скорострельности 120 выстр/сек имеется 10 выстрелов для попадания по прямолинейно идущей ракете на этом участке, чего, вроде, более, чем достаточно.

Собственно именно по указанным причинам нужна высокая скорострельность. В свете недавно изобретённой системы (Metall Storm http://www.dogswar.ru/armii-mira/vooryjenie/3948-million-vystrelov-v-.html ), в которой одновременно сочетается и высокая скорострельность, и точный контроль времени выстрела, создание КАЗ для истребителя становится вполне реальной и очень актуальной задачей.

- Вообще-то реальным средством на сегодня против ракет с радиолокационной головкой наряду с системами предупреждения и РЭБ являются буксируемые ловушки:
http://www.deagel.com/Aircraft-Protection-Systems/ANALE-50_a001668001.aspx
http://www.deagel.com/Aircraft-Protection-Systems/ANALE-55_a001668002.aspx
http://img192.imageshack.us/img192/4714/decoy.jpg
http://ericpalmer.files.wordpress.com/2010/06/idecmjpg.jpg

Против ракет с тепловизионными головками, которые практически не реагируют на тепловые ловушки, выстреливаемые из пиропатронов, сегодня уже на больших самолётах используются системы из БРЛС миллиметрового диапазона, смотрящие главным образом в заднюю и нижнюю полусферы плюс достаточно мощный лазер, выводящий из строя тепловизионный координатор такой ЗУР, или УРВВ.
Завтра такие системы могут оказаться и на истребителях, где лазеры пока применяются только в качестве дальномеров...

- Вообще-то реальным средством на сегодня против ракет с радиолокационной головкой наряду с системами предупреждения и РЭБ являются буксируемые ловушки:
http://www.deagel.com/Aircraft-Protection-Systems/ANALE-50_a001668001.aspx
http://www.deagel.com/Aircraft-Protection-Systems/ANALE-55_a001668002.aspx
http://img192.imageshack.us/img192/4714/decoy.jpg
http://ericpalmer.files.wordpress.com/2010/06/idecmjpg.jpg

Спасибо за ссылки, хотя про эти средства и так знает любой интересующийся данной темой.
Основной недостаток этих средств, что они противодействуют оружию уже изобретённому, конкретным моделям ракет. Доработка и совершенствование системы наведения (увеличение числа каналов наведения) и средств противодействия РЭБ (системы распознавания образов, чтобы не наводиться на ловушки) сведут на нет эффективность подобных средств. Таким способом можно модернизировать уже имеющиеся ракеты. Стоимость ракеты при этом не взлетит в разы.
А вот прехват на конечном участке подлета ракеты к самолету, там, где её траектория мало отличается от прямой, может стать тем самым "ломом" от которого не найдётся приёма у дальнобойных ракет.

Есть еще одна идея для самообороны самолетов.
Сбивать вражеские ракеты ... лазером!

Вы скажете - лазерная установка для этого (вместе с "батарейками") помещается только на крупном корабле.

Но это все инерция мышления.

И лазерная установка и "батарейки" не обязательно размещать на том же самолете.
Лазер бьёт на большие расстояния, следовательно наземная лазерная установка может генерировать лазерный луч, а самолет его только перенаправит куда надо.
При помощи подвесного контейнера с призмой.
Наземная установка сначала наводиться маломощным лучом на свой самолет, после подтверждения датчиками, что наведение произведено точно, она генерирует импульс большой мощности, а призма на самолете уже направляет его куда ему надо (даже по вражеским самолетам).

Подвесными контейнерами с призмами можно оснастить даже старые типы самолетов или беспилотники.

Еще основной лазерный луч можно генерировать на большом транспортном самолете, находящимся в тылу авиационной группировки.
На этом самолете можно разместить и ядерный реактор для накачки импульса.

Находясь в тылу (в 100 км хотя это и не очень глубокий тыл) этот самолет прикрывается выдвинутыми вперед истребителями или беспилотниками, которые поочередно могут получать свою долю излучения и сбивать все что движется в воздухе и ... на земле.

Лазеры, на данный момент уж больно дорогая штуковина, пушка на порядки дешевле.

Лазер бьёт на большие расстояния

С этим как раз проблемы, ракеты пока дальнобойнее. Неоднородности в атмосфере очень здорово рассеивают луч.
Если использовать один лазер на много истребителей, то его вывод из строя оставит их все без защиты. Поставить по пушке на самолет - это "сетецентричнее".

Почему это дальнобойнее?
Американцы собирались баллистические ракеты сбивать на взлете на расстояниях 200км.
У лазера дальше идет расхождение - луч слишком широкий, но вот мощность еще остаётся.
Если подкорректировать его адаптивной оптикой - то еще на 100 км после ретрансляции можно бить.
(или больше)
А переключать луч с самолета на самолет можно быстро.
Один генератор дюжину истребителей обслужит.

"Строй" всегда побеждал толпу.
Разделение труда имеет преимущество перед универсальностью.

Самолетный лазер далее, чем на 120 км ничего не сбивал. А с наземными будет дополнительная беда с влажностью и неоднородностью атмосферы вблизи поверхности земли.
Знаете, почему у боинга YAL-1 лазер в носу самолета расположен? Чтобы избежать влияния пограничных слоев на луч лазера. А без адаптивной оптики этим лазером и в 30 км хреново было ракеты сбивать. Фокусировка луча плохая, зайчик по ракете так и скачет, помню по видео на семинаре по лазерной тематике. Так что возможности адаптивной оптики там и так применены на полную катушку, это первым делом было доработано.
Идем дальше, YAL-1 обошелся в 10 миллиардов баксов. Лвиную долю этой суммы составляет лазер. И даже его мощности не хватит если с материалом головной части ракеты пошаманить на предмет отражающей способности.
Американцы вложились в лазерные разработки куда больше нас и прошли по этому пути куда дальше. А в результате они во многом признали низкую оборонную эффективность этих технологий.
Итог: лазерное оружие - это невероятно дорогое оружие, для которого можно довольно дёшево разработать противоядие.
Другое дело ослепление лазером ГСН ракет, о котором любезно напомнил Вуду в 15-м посте. Это, по крайне мере не столь дорого, как сжигание ракеты целиком, и по соотношению результат/цена, гораздо эффективнее.