Государственная программа вооружения и ФЦП «Развитие оборонно-промышленного комплекса на 2011–2020 годы» нацелена на создание новых образцов вооружения. Важное значение при формировании перспективной ударной группировки ракетных войск стратегического назначения (РВСН) имеет ввод в боевой состав подвижных грунтовых ракетных комплексов (ПГРК) "Тополь-М" и “Ярс”. Одним из направлений развития ударной группировки РВСН, является дооснащение существующих ПГРК в части информационно-навигационного обеспечения.
Учитывая несомненные преимущества подвижных грунтовых и боевых железнодорожных ракетных комплексов (БЖРК) перед стационарными в части более высокой скрытности и неопределенности месторасположения при боевом патрулировании, данные комплексы имеют определенные недостатки.
Помимо России работы по подвижным ракетным комплексам ведут и другие страны (например, США и Китай).
Как показано в [8], в США не удалось создать высокоточные системы навигационного обеспечения БЖРК и прицеливания ракет при подготовке пусков с любых пригодных участков железных дорог. Поведение ракеты в условиях реальных ударных и вибрационных воздействий не оценивалось. Боевой железнодорожный ракетный комплекс отличался значительным количеством демаскирующих признаков. Не удалось практически отработать формы и способы боевого применения БЖРК, идеологию их рассредоточения, организацию боевого дежурства и управления ракетно-ядерным оружием на маршрутах боевого патрулирования, основы технической эксплуатации и всестороннего обеспечения функционирования БЖРК.
В КНР [9] разрабатываются новые формы и способы боевого применения перспективных мобильных ракетных комплексов стратегического назначения. Как правило, в основу берутся наработки других, более продвинутых в данном направлении стран, в частности, России (СССР). Главным считается обеспечение их способности оперативно рассредоточиться на значительной территории и совершать маневры по смене полевых позиций. Нарабатывается комплекс оперативных и организационно-технических мероприятий оперативной маскировки в интересах обеспечения скрытности рассредоточения и создания фактора неопределенности расположения боевых порядков. К ним относятся [9]: размещение ПГРК в туннелях и пещерах; создание ложных объектов; создание комплексных имитаторов видимого, инфракрасного, радиолокационного и радиочастотного диапазонов; применение многоспектральных маскировочных сетей; выбор маршрутов рассредоточения и маневра между холмами, в горно-лесистой и малонаселенной местности; выбор дорожной сети, полностью скрытой кронами деревьев и с учетом углов блокировки видимости космических аппаратов вероятного противника; частичная посадка деревьев на маршрутах движения; проведение маневров в темное время суток и плохой видимости; управление в режиме полного радиомолчания и др.
Как видно из приведенных примеров, основное внимание уделяется именно защите и маскировки комплексов в мирное время и в период эскалации возможного конфликта с угрозой применения ядерного ракетного оружия. Именно эти факторы являются одними из важнейших для осуществления сдерживания вероятного противника.
Известно, что важным боевым свойством любого подвижного ракетного комплекса является живучесть в районе боевого патрулирования. Факторов, влияющих на живучесть подвижного ракетного комплекса, много и они зависят от различных параметров: назначения, боевого применения, наконец, от типа межконтинентальных баллистических ракет (МБР). Учитывая длительные сроки эксплуатации сложных систем, на вооружении одновременно могут находиться образцы разных поколений, причем требования к подвижным ракетным комплексам Министерство обороны предъявляет с учетом последних достижений.
Остановимся на группе факторов, прямо влияющих на живучесть и обеспечивающих навигационную и телекоммуникационную составляющую подвижных ракетных комплексов.
В настоящее время в ПГРК типа "Тополь-М" используется система наземной навигации (СНН). СНН ПГРК предназначена для автоматического определения текущих координат движущегося объекта; определения прямоугольных координат заданной точки; автоматического определения текущего дирекционного угла; преобразования полярных координат цели в прямоугольные; вычерчивания маршрута движения. (для определения положение (угла) ПГРК на плоскости относительно истинного меридиана).
В состав СНН входят следующие основные компоненты:
гироскоп;
пульт управления гироскопом;
доплеровский датчик скорости;
счетно-решающий прибор;
блок управления курсопрокладчиком;
курсопрокладчик КП-4;
преобразователь тока ПТ-200Ц.
Для проведения прецизионных измерений дирекционного угла ПГРК предназначен автоматический гирокомпас. Одним из недостатков автоматического гирокомпаса ПГРК является то, что он требует значительное время для приведения в режим “работа” на боевой позиции ПГРК. Для проведения пуска межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) пусковая установка вывешивается на домкратах, гирокомпас опускается на землю (Рисунок 1), пусковая установка выставляется по горизонту.
Рисунок 1 Автоматический гирокомпас в движении и на пусковой площадке ПГРК |
Время подготовки к пуску МБР ПГРК является одним из главных показателей повышения боеготовности. Используемый автоматический гирокомпас в ПГРК СНН содержат электромеханические гироскопы, которые имеют ряд недостатков:
наличие подвижных деталей, сложность конструкции;
большое время запуска и низкая чувствительность;
высокая потребляемая мощность и низкая радиационная стойкость;
низкая надежность и не большой срок службы;
потенциально высокая стоимость.
Кроме того, автоматический гирокомпас в ПГРК не позволяет работать в едином информационно-навигационном пространстве пускового комплекса и с инерциально - навигационной системой головной части МБР при движении в район боевого патрулирования.
Необходимо учитывать и время на топогеодезическую подготовку стартовой позиции ПГРК штатным топопривязчиком из состава ракетного комплекса, которое может составлять до 40 минут, при использовании изделия ГАЛС-Д2-4 время может быть уменьшено до 4 минут. Кроме того, при использовании изделия ГАЛС-Д2-4 может быть значительно повышена точность геодезической привязки (от 10 м до 20 мм) и значительно уменьшено время нахождения подвижного ракетного комплекса на боевой позиции при экстренном оставлении боевой позиции.
Таким образом, существующая навигационная система ПГРК находящаяся в эксплуатации уже объективно нуждается в дооснащении.
Разумеется, не стоит вопрос о её замене, но добавление к навигационной системе дополнительных технических возможностей может существенным образом улучшить общие тактико-технические характеристики (ТТХ) подвижных ракетных комплексов: снижение времени подготовки к пуску МБР с произвольной боевой позиции.
Высокоточная интегрированная навигационная система “ГАЛС-Д2-4”
Для повышения некоторых параметров, улучшающих ТТХ подвижных ракетных комплексов, находящихся на вооружении и перспективных, может быть использовано изделие ГАЛС-Д2-4.
Изделие “ГАЛС-Д2М-4” [1] предназначено для повышения оперативных возможностей подвижных ракетных комплексов по наведению МБР, ориентации и навигации в движении, проведения пуска межконтинентальной баллистической ракеты с любой точки маршрута боевого патрулирования подвижных ракетных комплексов.
В “ГАЛС-Д2М-4” воплощены лучшие технические решения, не уступающие мировым аналогам в области инерциально-навигационных, информационно-компьютерных, телекоммуникационных и спутниковых технологий.
В основу построения “ГАЛС-Д2М-4” заложен одометрический принцип. В тоже время, комплекс комплексирован с приемником спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS, несколькими одноплатными компьютерами, что позволяет исключить накапливающиеся систематические ошибки одометрического канала и случайные ошибки спутникового. Кроме того, автономный режим работы “ГАЛС-Д2М-4” обеспечивается за счет комплексирования бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) с одометрами (механическими и доплеровскими датчиками скорости).
Комплекс “ГАЛС-Д2М-4” позволяет работать в едином информационно-навигационном пространстве с инерциально-навигационной системой головной части межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) при совершении марша или выдвижении на боевую позицию, а также при оснащении системой ГАЛСН-1 всего дивизиона.
При движении в район боевого патрулирования ПГРК может быть осуществлена передача навигационных данных от изделия “ГАЛС-Д2М-4” в инерциально - навигационную систему головной части МБР, что позволит значительно сократить время на подготовку к пуску МБР ПГРК.
Рисунок 2 Вариант состава изделия ГАЛС-Д2М-4 для ПГРК |
Заложенные в изделии “ГАЛС-Д2М-4” технические решения и программное обеспечение позволят значительно расширить функциональные возможности системы стабилизации, ориентации и навигации ПГРК, повысить его точность позиционирования на боевой позиции и снизить время готовности к работе.
Центральный блок управления и навигации
Центральный блок управления и навигации обеспечивает:
возможность работы с АСУВ РВСН;
возможность работы с аппаратурой автоматизированной системы боевого управления ПГРК;
возможность работы с УКВ/КВ радиостанциями в радиосети командира дивизии/полка РВСН;
возможность работы со спутниковой навигационной системой ГЛОНАСС по сигналам L1 и L2 с ВТ-кодом при использовании режимов затруднения «Штора» и исключения несанкционированного доступа;
возможность совмещенной работы с спутниковыми навигационными системами ГЛОНАСС L1(СТ/ВТ-код) + L2(СТ/ВТ-код) и GPS L1(C/A-код);
определение координат и дирекционного угла ПГРК;
автоматическое отображение параметров движения ПГРК (координат, скорости и направления движения) на устройстве отображения и курсоуказателе водителя;
автоматическое определение дирекционного угла на пункт назначения;
автоматическое определение курсового угла на пункт назначения;
автоматическое определение дальности до пункта назначения;
работу с электронной навигационной картой при движении ПГРК;
хранение электронных навигационных карт на встроенной защищенной электронной карте памяти;
автоматическая запись и хранение маршрута движения ПГРК;
автоматический поиск контрольных точек и целей по адресу;
автоматический поиск контрольных точек и целей по координатам;
автоматическое определение максимальной и средней скорости движения ПГРК;
автоматическое определение времени в пути до контрольных точек и целей;
работу в режимах: автономном, спутниковом и интегрированном.
Бесплатформенная инерциальная навигационная система
Бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС) предназначена для определения и выдачи параметров стабилизации, ориентации и навигации с возможностью использования данных спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS и одометрического/доплеровского датчика пройденного пути. БИНС была построена на легких кремниевых акселерометрах и волоконно-оптических гироскопах. Технология НПО ПРОГРЕСС позволила, сохранив присущий традиционным бесплатформенным инерциальным навигационным системам высочайший уровень помехозащищенности и надежности, создать систему с уникальными сочетаниями весовых, стоимостных и точностных характеристик.
Рисунок 3 Внешний вид БИНС “ГАЛС-Д2М-4” |
Основные параметры БИНС (приведены для справки):
Время готовности к обмену данными с пользователем и выдачи статуса «Исправность» - не более 15 секунд;
Время ускоренного гирокомпасирования и выдачи измеренного угла курса - не более 6 минут;
Время коррекции углов ориентации по известному азимутальному углу - не более 10 секунд;
Максимальное время непрерывной работы БИНС составляет 48 ч (увеличение времени по согласованию с заказчиком);
Среднеквадратическая погрешность определения и выдачи угла крена - не более ±0,03° (±0,5 д.у.) в диапазоне измерения от минус 35 до +35°;
Среднеквадратическая погрешность определения и выдачи угла тангажа - не более ±0,03° (±0,5 д.у.) в диапазоне измерения от минус 20 до +79°;
Среднеквадратическая погрешность определения и выдачи начального угла курса определенного методом ускоренного гирокомпасирования - не более ±0,042°*sec(широта места) (±0,7 д.у.*sec (широта места)) в диапазоне измерения от 0 до 360°;
Среднеквадратическая погрешность удержания угла курса в режиме «навигация» - не более ±0,042° (±0,7 д.у.) за 1 час работы;
Среднеквадратическая погрешность определения и выдачи ускорения по оси X, ускорения по оси Y, ускорения по оси Z - не более ±0,003 g, где g = 9,8175 м/с2;
Среднеквадратическая погрешность определения и выдачи угловой скорости по оси X, по оси Y, по оси Z - не более ±0,001 °/с в диапазоне измерения от 0 до 100°/с;
Среднеквадратическая погрешность определения текущих географических координат (широты и долготы) местоположения объекта в мировой геодезической системе координат 1984 года (WGS-84) в режимах навигации СНС/ИНС - не более 10 м;
Среднеквадратическая погрешность определения текущей высоты местоположения объекта относительно уровня мирового океана в режимах навигации СНС и СНС/ИНС - не более 50 м.
Среднеквадратическая относительная погрешность определения приращения текущих географических координат местоположения объекта в режиме навигации БИНС/одометр - не более 0,2 % величины пройденного пути за один час работы системы;
БИНС имеет несколько режимов работы:
«Начальное включение»;
«Ходовой компас»;
«Ускоренное гирокомпасирование»;
«Коррекция углов ориентации»;
«Навигация».
БИНС выполняет заданные функции и сохраняет значения вышеприведенных параметров, не имеет механических повреждений после воздействия одиночных ударных нагрузок с пиковым ударным ускорением 882м/c2 (90g) при длительности действия ударного импульса от 5 до 10 мс.
БИНС выполняет заданные функции и сохраняет значения вышеприведенных параметров, не имеет механических повреждений после воздействия многократных ударных нагрузок с пиковым ударным ускорением 196м/c2 (20g) при длительности действия ударного импульса от 1 до 5 мс и частоте не более 80 ударов в минуту.
Обмен цифровой информацией между БИНС и центральным блоком управления и навигации комплекса “ГАЛС-Д2М-4” осуществляется по каналу информационного обмена, основанному на последовательном протоколе связи ИРПС (ОСТ 11 305.916-84). Информационный обмен осуществляется с частотой не менее 100 Гц. ЦБУН передает данные по стабилизации, ориентации и навигации в боевые системы ПГРК по интерфейсам RS-232C/RS-422.
Антенна СНС. Антенна спутниковых навигационных систем (СНС) предназначена для приема сигналов от спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS.
Боевое применение изделия “ГАЛС-Д2М-4”
Известно, что важным боевым свойством подвижного ракетного комплекса является живучесть, которая достигается за счет значительного времени сокращения подготовки к пуску и создания неопределенности местоположения пусковой установки в районе боевого патрулирования, а также за счет создания высокоскоростной защищенной системы обмена данными. На рисунке 4 показан один из вариантов применения изделия “ГАЛС-Д2М-4” в ПГРК.
Создание единого информационно-навигационного пространства при подключении инерциально - навигационной системы МБР к изделию “ГАЛС-Д2М-4”, позволит передавать навигационные данные от изделия в боевую часть МБР. При размещении подвижных ракетных комплексов в туннелях и маневре в горно-лесистой местности требуется не только непрерывная автономная навигация, но и решение предварительной задачи наведения МБР на цель. При использовании изделия “ГАЛС-Д2М-4”, для командиров дивизионов обеспечивается доступ к информации о местоположении ПГРК на марше и при развертывании на боевой позиции в режиме реального времени с учетом углов блокировки видимости спутниковых навигационных систем и космических систем разведки.
Рисунок 4 Вариант боевого использования “ГАЛС-Д2М-4” в ПГРК |
В предложенном НПО ПРОГРЕСС варианте (рис.4) БИНС монтируется на пусковой стол, ЦБУН размещается в кабине командира дивизиона ПГРК. НПО ПРОГРЕСС предложено использование БИНС на пусковых столах ПГРК для повышения точностных параметров по обеспечению прицеливания за счет реализации автономного определения азимута контрольного элемента.
В варианте применения изделия ГАЛС-Д2М-4 в БЖРК появляется возможность решения задачи «предварительного и постоянного» ввода навигационных данных в систему наведения МБР при размещении в радионепрозрачных укрытиях (в т.ч. ЖДПУ), туннелях и маневра при движении на боевую позицию. Навигационные данные от ГАЛС-Д2М-4, передаются на пусковые установки (ЖДПУ) с МБР. ЦБУН изделия имеет возможность подключения к цифровой информационной магистрали для обработки данных от всех элементов БЖРК.
Вариант боевого использования изделия ГАЛС-Д2М-4 совместно с изделием ГАЛС-Н1 [10] перспективных подвижных ракетных комплексов для создания локальной высокоскоростной широкополосной беспроводной сети передачи данных ракетного дивизиона показан на рисунке 5 и 6.
Рисунок 5 Вариант боевого использования “ГАЛС-Д2М-4” в УКВ радиосети БЖРК |
Прием и передача навигационных и других данных от элементов ПГРК всех дивизионов может осуществляться по УКВ радиоканалу со скоростью не менее 345 кбит/c при использовании модифицированной версии цифровой информационно - навигационной системы ГАЛС-Н1. Это обеспечит командиру дивизиона оперативное управление как на марше, так и при рассредоточении элементов ПГРК на местности, что существенно повысить маневренность. Указанная скорость обмена данными обеспечивает передачу не только голоса, но и видеоданных от всех элементов подвижного ракетного комплекса.
Рисунок 6 Вариант схемы организации связи при использовании ГАЛС-Н1 для ПГРК |
Заключение
Изделие “ГАЛС-Д2М-4” имеет высокую надежность и тактико-технические характеристики, сравнимые с лучшими мировым аналогами спутниковых инерциально-навигационных систем для подвижных комплексов.
Изделие “ГАЛС-Д2М-4” имеет возможность работы в условиях радиоэлектронного подавления при движении ПГРТ и БЖДРК на боевые позиции, небольшой срок производства (до 7 месяцев) и конкурентную цену.
Изделие “ГАЛС-Д2М-4” в совокупности с системой ГАЛС-Н1 обеспечивает создание локальной широкополосной беспроводной сети передачи данных, голоса и видео ракетного дивизиона.
Начавшийся процесс перевооружения Вооруженных Сил Российской Федерации, требует от оборонно-промышленного комплекса не столько производить вооружение и военную технику, разработанную в 90-х годах, но и иметь инновационные разработки XXI века по принципу “здесь и сейчас”.
При условии прекращения ведомственного лоббирования и возрождения здоровой конкуренции разработчиков (в том числе из числа коммерческих компаний), возможна не только модернизация существующего вооружения и военной техники России, но создание прорывных (инновационных) систем и комплексов в более короткие сроки.
Примечание:
Вся информация, содержащаяся в настоящем документе является собственностью ООО "НПО ПРОГРЕСС". Любое дублирование данного документа частично или полностью без предварительного разрешения ООО "НПО ПРОГРЕСС" строго запрещается.
Фотографии и справочные данные по ПГРК “Тополь” и “Ярс”, были использованы из открытых источников средств массовой информации и опубликованные в сети Интернет. Боевые возможности использования изделия “ГАЛС-Д2М-4” в ПГРК “Тополь” , БЖРК приведены для примера и носят информационный характер.
