Традиционно артиллерия является самым важным компонентом огневой поддержки в общевойсковых операциях. Артиллерия выполняет классические задачи рассеивания вражеских сил, сдерживания противника или прикрытия собственных войск при необходимости, осуществляет поддержку боевых подразделений на поле боя ночью за счет подсвечивания заданного района.
Способность артиллерии выполнять эти задачи должна обеспечиваться и в будущем. Следовательно, производство традиционного крупнокалиберного боеприпаса для ствольного вооружения будет продолжено, одновременно продолжится дальнейшая разработка артиллерийских боеприпасов с целью повышения их дальнобойности и усиления воздействия на цели.
Война в Ираке, например, поставила вопрос, будет ли артиллерия развертываться в изменившихся и новых сценариях, так как во многих случаях традиционное поле боя уступило дорогу асимметричным/городским боевым действиям. Вооруженные силы часто остаются без прикрытия, когда противник действует с подготовленных позиций на ближних дистанциях. Войска часто не могут выдвинуться без превосходящей огневой мощи, обеспечиваемой действенной артиллерийской составляющей. К тому же, часто в боевых районах присутствуют гражданские и члены гуманитарных организаций. Следовательно, традиционные артиллерийские боеприпасы как правило слишком не точны для использования в миротворческих операциях; существует большой риск косвенных потерь, который может быть минимизирован за счет новых, специально разработанных, более точных боеприпасов.
Нейтрализация выбранных одиночных целей с высокой вероятностью поражения цели с первого выстрела первоначально не была частью оперативной функции ствольной артиллерии. Так как она являлась традиционным вооружением ведения огня по площадям, точность артиллерийского снаряда скорее была второстепенным критерием. Снаряды должны поражать примерный центр района цели с определенным допустимым отклонением. Однако, круговая вероятная ошибка (КВО) с увеличением дистанции также растет в арифметической прогрессии. Таким образом, с увеличением дистанции до цели рассеивание увеличивается как в длину, так и в ширину. Для того, чтобы компенсировать этот эффект, необходимо больше боеприпасов для эффективного поражения цели. Поскольку все это необходимо рассматривать с критической точки зрения, то решения по повышению точности должны исследоваться и воплощаться не только с позиции перспективы логистической (материально-технического обеспечения), но также в свете вышеупомянутых изменившихся требований.
Повышенная точность вновь разработанных снарядов позволяет солдату поражать цель меньшим их числом. Принимая во внимание меньший расход боеприпасов (как следствие повышенной точности), угрозы для не участвующих в боевых действиях гражданских снижены. Проведение работ по стандартизации боеприпаса также обеспечивает улучшение логистических методик.
Впрочем, современный артиллерийский боеприпас должен эффективно поражать цель. В этой связи ожидается применение проверенных, а также новых принципов воздействия на цели. Кроме того, на разработку артиллерийских боеприпасов окажут влияние международные соглашения, например конвенция о запрещении кассетных боеприпасов, вступившая в действие в августе 2010 года.
В конечном счете, соображения безопасности хранения и транспортировки артиллерийских боеприпасов также должны быть приняты во внимание.
Увеличение дальнобойности
Дальнобойность всегда была показателем качества артиллерийских систем и до сих пор играет важную роль при оценке и сравнении систем. Следовательно, в настоящее время изучаются различные возможности по увеличению дальнобойности. С технической точки зрения, на дальнобойность системы влияют тип вооружения, метательный заряд и баллистические характеристики соответствующего снаряда.
На сегодняшний день было улучшено качество стволов артиллерийских орудий, что позволяет использовать метательные заряды с большей энергией и таким образом создающих большее давление. Современные артиллерийские заряды больше не имеют ничего общего с первоначально используемым порохом. Вследствие внедрения взрывчатых веществ и улучшения геометрических параметров сгорания, современные метательные заряды являются значительно более взрывными и энергетически более эффективными.
Кроме того, увеличилась длина артиллерийских стволов; устаревшие гаубицы имеют длину ствола примерно до 39 — 42 калибров, тогда как современные стволы имеют длину до 52 калибров. Так как современные стволы более длинные, энергия метательного заряда может использоваться более эффективно. Применяемые в настоящее время твердые заряды имеют небольшое пространство для повышения характеристик. Поэтому, НИОКР также сосредотачиваются на жидких и газообразных метательных веществах, которые впрыскиваются в камору сгорания пушки, аналогично тому, как делается это с топливом в двигателе внутреннего сгорания, по мере движения снаряда в стволе. Другие производители оценивают возможность создания пушек, в которых снаряд приводится в движение электромагнитными импульсами.
Технические изменения артиллерийских снарядов также обеспечили увеличение дальности. Баллистические характеристики снаряда зависят от его формы. Таким образом, первоначальное пушечное ядро развилось в снаряд цилидрическо-оживальной формы. В сравнении с современными моделями снарядов прежние модели кажутся округлыми и тупоносыми, более новые модели имеют более удлиненную, заостренную форму. Например, стержневидная или торпедообразная форма новых снарядов может способствовать снижению аэродинамического сопротивления, что тем самым повышает дальность.
Дополнительные изменения можно найти и в задней части снаряда. Цилиндрическая часть устаревших снарядов часто заканчивалась «обрубком» (притупленной формы), увеличивая турбулентность и донное сопротивление, что тормозило снаряд в полете. Поэтому были разработаны так называемые снаряды с донным газогенератором с целью уменьшения воздействия донного сопротивления.
Рабочие газы пиротехнической системы в задней части истекают внутрь и тем самым компенсируют область отрицательного давления непосредственно за снарядом.
Вдобавок к донному газогенератору, были разработаны снаряды с ракетным двигателем. Метательные заряды были встроены в заднюю часть боеголовки, благодаря чему снаряд получил дополнительное ускорение во время своего полета по траектории.
Вышеизложенные технические усовершенствования обеспечили значительное повышение дальности стрельбы традиционного артиллерийского вооружения (например, с изначальных 20 км до 52 км в случае со 155-мм самоходной гаубицей). Впрочем, фактическое повышение дальности вследствие применения донного газогенератора и вспомогательных реактивных двигателей должно изучаться очень серьезно, так как это негативно повлияло на максимальную массу боевой части снаряда. В этой связи, и в особенности у более новых типов боеприпасов, детали корпусов снарядов, которые первоначально изготавливались из стали, теперь производятся из более легких материалов, например пластмасс, армированных стекловолокном. Нынешние максимальные дальности составляют более 52 км. Этих дальностей можно достичь при использовании так называемого артиллерийского реактивного дальнобойного снаряда с увеличенной начальной скоростью V-LAP (Velocity-enhanced Long-range Artillery Projectiles). Эти снаряды имеют сниженное сопротивление трению во время движения в стволе, так как они скользят по нарезам и соответствующим поверхностям за счет центрирующего пояска и направляющих, закрепленных на снаряде, к тому же они оснащены донными газогенераторами и вспомогательными ракетными двигателями.
Увеличение дальности может быть достигнуто также за счет так называемого кабрирования снаряда во время его полета. Для этого центр тяжести снаряда скорректирован так, что нос находится пропорционально «выше» задней части. Следовательно, снаряд как бы планирует в воздухе, который «подпирает» его снизу.
Точность
Характеристики дальнобойности всегда были основанием для размышления о том, как поразить выбранные точечные цели средствами артиллерии. Традиционно артиллерийские снаряды стабилизируются вращением. Этого было достаточно для гарантирования требуемой точности для традиционных задач артиллерийских войск, однако не достаточно для поражения точечных целей. Одним из решений по повышению точности является применение снарядов с лазерным наведением. Еще одним направлением является использование спутниковой навигации.
В декабре 2008 года французское агентство по оборонным закупкам опубликовало программу начальных исследований для временной группы компаний, состоящей из Nexter Munitions и TDA (подразделение компании Thales) на проектирование и производство опытного образца высокоточного артиллерийского снаряда. Целью этой программы является закупка недорогих технологических модулей для навигации, пилотирования, наведения, захвата и обнаружения целей (полуактивный лазерный сенсор), которые могут быть интегрированы в несколько типов боеприпасов (120-мм минометный, танковый, 155-мм артиллерийский, ракеты GMLRS (РСЗО) и 68-мм вертолетные ракеты).
Сегодня бункеры, пещеры в отдаленных горных районах, одиночные здания в застроенных районах или бронетанковая техника могут быть уничтожены боеприпасами с лазерным наведением. Первым артиллерийским снарядом, в котором был использован этот физический принцип, стал разработанный американцами 155-мм COPPERHEAD. Однако, этот тип артиллерийского боеприпаса не получил развития на Западе. Россия использовала эту технологию с начала 80-х годов и разработала артиллерийские и минометные боеприпасы разных калибров с лазерным наведением. Сюда относятся снаряды Китолов и Сантиметр для 122-мм и 152-мм ствольной артиллерии, снаряды 120-мм Гран и 240-мм Смельчак для минометов. На Украине ЦКБ «Точность» создало 152-мм снаряд Квитник. Впрочем, российский Краснополь является самым известным артиллерийским снарядом, соответствующим национальным потребностям в 152-мм снаряде и изготавливаемым для экспорта с калибром стандарта НАТО 155 мм. Вдобавок к российским моделям, изготавливаемым ФГУП НИИ «Полюс», в качестве лазерных целеуказателей могут использоваться западные системы, например DHY307, разработанная французской компанией CILAS. В числе покупателей находятся, например, Индия и Франция. В Китае производится копия российского решения под обозначением HONG DU TI.
Системы Краснополь предназначены для поражения танков, БМП, артиллерийских орудий, в движении или неподвижных, на открытых пространствах или окопанных, а также землянок, мостов, паромных переправ и надводных целей. Система состоит из управляемого артиллерийского снаряда и лазерного целеуказателя.
Порядок выполнения огневой задачи с использованием системы Краснополь
Передовой наблюдатель обнаруживает цель и определяет ее координаты. Вместе с частотой лазерного целеуказателя в компьютер управления огнем по радиоканалу передаются эти координаты. На позиции для стрельбы электроника артиллерийской системы получает необходимые данные. Далее орудие заряжается и производится выстрел. Пока снаряд летит по своей траектории к цели, передовой наблюдатель получает запрос на маркировку цели. Датчик обнаружения снаряда активируется, получает отраженный от цели луч лазера и направляет снаряд на маркированную цель.
 |
Такое решение обеспечивает вероятность попадания 90% на дальности стрельбы до 24 км. Даже движущиеся цели, скорость которых составляет до 36 км/ч, могут быть успешно поражены. По статистике, десять снарядов Краснополь необходимы для уничтожения оборудованного и укрепленного расположения взвода в составе двух танков, четырех БМП, трех пусковых установок ПТУР и пяти подземных блиндажей, связанных окопами. А для успешного уничтожения этого же объекта обычными фугасными боеприпасами может потребоваться несколько сотен выстрелов.
Несмотря на новые возможности по уничтожению точечных целей, этот тип боеприпаса имеет ряд недостатков. Электроника, сенсорные системы, а также механические компоненты современного управляемого лазером боеприпаса во время отстрела могут выдерживать высокие перегрузки в ограниченной степени. Таким образом, этот тип боеприпаса в настоящее время не может полностью использовать максимально достижимые по другим параметрам дальности. Дополнительным недостатком является необходимость в передовом наблюдателе, который может быть легко обнаружен современными разведывательными средствами (не только из-за активного лазера) и, в конечном счете, уничтожен. Кроме того, боеприпасу необходима определенная дистанция и время для захвата отраженного лазерного луча и изменения полетной траектории до цели. Плохие погодные условия, как например туман или низкая облачность, ограничивают применение снарядов управляемых лазером. Вдобавок, не исключено глушение датчиков обнаружения в головке самонаведения.
Впрочем, ожидается, что перспективные разработки в области электроники «смягчат» эти недостатки. С одной стороны, БПЛА, оснащенные лазерным целеуказателем, в будущем могли бы взять на себя функции передового наблюдателя. Кроме того, вполне реально дальнейшее развитие автоматизации процессов поиска, маркировки и уничтожения цели. Благодаря использованию лучей модулированного лазера, будущие боеприпасы будут более устойчивы к глушению. Также, электронные компоненты будут проектироваться таким образом, чтобы можно было достичь больших дальностей.
В частности, западные страны разрабатывают артиллерийские снаряды с установленными системами спутниковой навигации. Россия и Китай также наращивают темпы разработок в соответствующих областях и используют схожие технологии.
Боеприпасы, управляемые с помощью GPS
Точность спутниковой навигации зависит от числа и качества сигнала доступных спутников. Современные системы GPS полагаются исключительно на американские спутники. Четким признаком будущего значения этого типа боеприпасов является решение нескольких европейских стран уйти от американской GPS и создать свою собственную спутниковую систему с целью создания гарантии независимости от США. Россия и Китай также постоянно работают над внедрением автономных систем спутниковой навигации. Для упрощения терминологии в статье будет использоваться термин GPS.
Хорошо известным представителем этого типа боеприпасов является 155-мм снаряд EXCALIBUR от Raytheon. EXCALIBUR успешно применялся американскими войсками в Ираке. Его точность, с одной стороны, позволяет войскам поражать точечные цели в густо населенных районах, а с другой стороны также обеспечивает огневую поддержку, которая может быть приближена к своим подразделениям. EXCALIBUR – семейство снарядов следующего поколения для американской армии и корпуса морской пехоты США, успешно поступившее на вооружение в 2007 году. Компания Raytheon недавно получила контракт от американской армии стоимостью $23 миллиона по следующему этапу EXCALIBUR Ib, 155-мм высокоточному управляемому снаряду следующего поколения. Поставки снарядов EXCALIBUR Ib запланированы на 2012 год. Конструкция EXCALIBUR Ib базируется на проверенной модели EXCALIBUR Ia, но в нем меньше деталей и его производство упрощено. Эти изменения уменьшили стоимость боеприпаса и повысили его надежность.
Как и раньше, первая функциональная часть работы кправляемого по GPS боеприпаса – это обнаружение целей. Для этого могут быть использованы все обычные и проверенные разведывательные средства артиллерии, включая передовых наблюдателей, РЛС обнаружения целей или воздушные и спутниковые разведывательные средства. Как только определяются координаты цели, они передаются современным системам управления боем. Эти системы обеспечивают планирование задачи и решают, будет ли обстреливаться обнаруженная цель и каким образом. При отдаче приказа об обстреле цели будет проверено, находятся ли огневые расчеты в подходящей позиции для стрельбы или они еще должны занять эти позиции. Тем временем, компоненты управления огнем выбранных огневых расчетов вычисляют желаемую траекторию полета и обеспечивают орудия данными для стрельбы. Современная пушка будет автоматически нацелена в соответствии с заранее определенными параметрами: горизонтальный и вертикальный углы наведения, тип снаряда и метательного заряда, необходимые для достижения соответствующего результата. Уже до или во время заряжания, или, в крайнем случае, при отстреле снаряда, подается энергопитание на электронику и передаются данные о цели. Производится выстрел, снаряд покидает ствол и летит к цели по своей баллистической траектории. В определенный момент авионика снаряда принимает на себя управление. Основываясь на спутниковых данных, электроника постоянно определяет положение снаряда и сравнивает его с полученными характеристиками цели. Отклонения будут откорректированы посредством сигналов управления, передающихся на механизмы управления. Во время конечной фазы захода на цель корректировочные действия выполняются за все более короткие интервалы времени, а количество входящих сигналов управления рулями увеличивается. Этот алгоритм в настоящее время обеспечивает наивысший уровень точности.
Необходимая электроника и механика встраиваются в корпус снаряда, как это сделано в случае с боеприпасом EXCALIBUR. Однако это является относительно дорогим решением. Более предпочтительное решение демонстрирует нам современная тенденция, которая позволяет использовать существующие боеприпасы. Для того, чтобы получить это, необходима электроника, встраиваемая во взрыватель для расчета местоположения и отклонения снаряда. Примером такого подхода можно считать комплект точного наведения PGK (Precision Guidance Kit) для 155-мм боеприпасов, производимый компанией Alliant Techsystems (ATK).
Также, на парижской выставке EUROSATORY 2010 израильская компания Israel Aerospace Industries (IAI) представила свое решение TOPGUN. Это взрыватель с функциями навигации и наведения, который можно устанавливать во все обычные 155-мм снаряды. Как сообщается, снаряды с системой TOPGUN имеют максимальное круговое вероятное отклонение (УВО) всего 20 метров на дальности 40 км. Компания ATK также предлагает PGK в качестве опции для 120-мм минометных снарядов. Кроме того, компания Israel Military Industries (IMI) поставляет GM81 – это 81-мм управляемый по GPS минометный снаряд для легких сил с КВО менее 10 метров.
Несколько другой подход был выбран EXPAL. Эта испанская компания производит GMG-120, в котором между взрывателем и корпусом снаряда установлены компоненты, необходимые для управления этим снарядом.
Очень интересный тип современных, высокоточных минометных боеприпасов – это израильский 120-мм управляемый минометный снаряд, также известный как PURE HEART, результат сотрудничества компаний IMI и Raytheon. Боеприпасы оснащаются наведением по GPS, а также технологией лазерного наведения. IMI занимается GPS наведением, а Raytheon предоставляет компоненты лазерного наведения. Заявленная действительная дальность снаряда составляет 13 км. Сообщается, что при работе снаряда в режиме только наведения по GPS, максимальное КВО составляет менее 10 метров. При добавлении лазерного наведения точность может быть увеличена и КВО составит менее 1,5 метров.
Подводя итог, можно утверждать, что точность современных и перспективных артиллерийских снарядов может быть действительно повышена за счет систем лазерного наведения и GPS. Перспективные разработки постоянно будут улучшать эту технологию и сделают ее экономически более выгодной. Такие высокоточные боеприпасы позволят также артиллерии выполнять сложные задачи и остаться на современном асимметричном поле боя.
Воздействие на цель
Еще одним критерием качества при оценке артиллерийских боеприпасов является их воздействие на цель.
Будет продолжена разработка и внедрение новых осветительных и дымовых боеприпасов с активными веществами для соответствующего воздействия, они дополнят существующие боеприпасы. Более широко применяются осветительные ракеты с инфракрасной подсветкой в связи с тем, что пехотные подразделения оснащены недорогими штатными оптическими системами. Что касается дымовых боеприпасов, то в этой сфере ведется разработка веществ, непрозрачных для современных оптических систем (например, тепловизионных и инфракрасных).
В некоторых военных операциях для выполнения боевых задач необходимы серьезная огневая мощь и разрушительный потенциал. Когда артиллерия должна подсветить цель, то это нужно понимать почти буквально. Количество необходимых для этого боеприпасов относительно велико. Следовательно, при выполнении будущих артиллерийских задач все же будут необходимы обычные фугасные и осколочно-фугасные боеприпасы. В этой связи самым лучшим решением является TNT (тринитротолуол), который до сих пор используется в качестве заряда взрывчатого вещества. В перспективе применение таких фугасных снарядов будет более экономичным и уместным вследствие установки «модифицированных» взрывателей с наведением. Применение более новых взрывчатых веществ с более высоким энергетическим значением в этих «массовых боеприпасах» не ожидается по причине их высокой стоимости.
В других ситуациях, например в боевых операциях в застроенных районах, в которых могут присутствовать гражданские лица, выбор необходимых средств будет несколько более осторожным. Хотя сегодня цель может быть точно поражена благодаря повышенной точности, традиционные фугасные снаряды могут быть слишком разрушительными и стать причиной косвенных потерь. Именно поэтому подразделения производителей боеприпасов, занятые перспективным проектированием ищут альтернативные принципы воздействия. Разработки в области боеприпасов с топливно-воздушными взрывчатыми смесями (FAE, также называемые термобарическими снарядами) или плотным инертным металлическим взрывчатым веществом DIME (Dense Inert Metal Explosive) кажутся наиболее перспективными.
Заряд FAE в основном состоит из органического жидкого горючего вещества. Рассеиваемый и воспламеняющий заряд очень мелко распыляет горючее вещество над целью и воспламеняет его. Создаются чрезвычайно высокие температуры и давление. Когда такой принцип действия применяется совместно с тонкостенным корпусом снаряда, то крупных, но широко разбрасываемых осколков можно избежать и зона поражения при этом сокращается.
То же самое относится к DIME. Взрывчатое вещество в основном состоит из сверхмелкого металлического порошка, который не плавится во время детонации или вступает в реакцию с продуктами детонации. Для этого компонента используются тяжелые металлы с высокой температурой плавления. Металлические частицы нагреваются и во время взрыва получают высокое ускорение. Тем самым обеспечивается то, что эти микроосколки эффективны в непосредственной близости к эпицентру взрыва. Однако они быстро теряют скорость и действенность из-за своей небольшой массы. Следовательно, этот тип боеприпасов в пределах основного радиуса имеет соизмеримое с традиционными фугасными снарядами воздействие, но при этом значительно меньшее воздействие в пределах эффективного радиуса.
Кассетные боеприпасы
Подавляющая часть хранимых боеприпасов для ствольной артиллерии в настоящее время состоит из так называемых кассетных снарядов. Эти боеприпасы представляют собой стандартный корпус снаряда, доставляющий «полезный груз» к цели.
В дополнение к осветительным и дымовым боеприпасам кассетные снаряды, в частности, заряжаются субснарядами, известными как бомбы малого калибра или бомблеты. Кассетные боеприпасы выпускают большое количество поражающих элементов над целью. В основном, они применяются для обстрела площадных целей (например, аэродромы, районы сосредоточения сил и средств противника).
Над районом цели корпус снаряда разрушается и субснаряды (бомблеты) выпускаются и рассеиваются. При встрече бомблет с землей или целью они воздействуют на небронированные транспортные средства и личный состав осколками, также во многих случаях бронированные цели поражаются кумулятивными зарядами. Впрочем, детонация бомблет не всегда происходит как намечалось и, следовательно, оставляет поля боев усыпанными многочисленными неразорвавшимися боеприпасами на долгие годы. Это опасное наследство до сих пор является причиной смерти или ранения многих человек, живущих в районах бывших конфликтов. Для того, чтобы избежать таких потерь в будущем, многие страны по гуманитарным соображениям поддерживают конвенцию по кассетным боеприпасам, которая вступила в действие 1 августа 2010 года. Тем не менее, США, Россия, Китай, Пакистан, Индия и Израиль в настоящее время не хотят отказываться от этого очень эффективного вооружения и не подписывают эту Конвенцию. Впрочем, некоторые из этих стран планируют разработку более надежных субснарядов, и за счет этого уменьшение количества неразорвавшихся боеприпасов. Кроме того, Конвенци в общем не запрещает кассетные боеприпасы, и определенные типы кассетных боеприпасов до сих пор разрешены. Одним их таких разрешенных боеприпасов является SMART от Rheinmetall. В этом кассетном боеприпасе установлен взрыватель с сенсорной системой, которая ищет, обнаруживает, а также наводит на точечные цели. Кроме того, этот боеприпас имеет электронную функцию самоуничтожения, которая позволяет электронным способом деактивировать его в случае несрабатывания. Впрочем, этот тип кассетных боеприпасов не может быть эффективно применен против пехоты, так как его бомблеты предназначены исключительно для поражения бронированных целей.
В среднесрочной перспективе технологическая сфера кассетных боеприпасов значительно не изменится, так как им нет реальной альтернативы. Впрочем, в долгосрочной перспективе в этой специфической сфере будут разработаны новые механизмы воздействия.
Наконец, необходимо отметить тенденцию, по крайней мере, в западных странах, касающуюся малочувствительных боеприпасов. Первоначально разработка этого вида боеприпасов берет свое начало в военно-морских флотах разных государств. На борту боевых судов должно храниться большое количество боеприпасов для корабельной артиллерии. Во время морского боя снаряды часто взрывались, или же могло произойти прямое попадание в боевой арсенал, что вело к опустошающей детонации и потоплению судна. Что касается малочувствительных боеприпасов, то технические решения здесь снижают риск массовой детонации. Одним из таких технических решений является попытка стабилизировать взрывчатое вещество. К тому же, конструктивные и компоновочные решения направлены на повышение невосприимчивости боеприпасов к теплу, давлению и прямым попаданиям. Например, проверенное решение заключается в нанесении тонкого слоя жидкой смолы между корпусом снаряда и взрывчатым веществом.
Таким образом, можно сделать следующий вывод: потребности артиллерии увеличились, а традиционные боеприпасы не успевали за этими потребностями или соответствовали им только в ограниченной степени.
Такие показатели эффективности артиллерии, как дальность и воздействие на цель, были дополнены повышением точности. И на сегодняшний день новые типы боеприпасов уже начинают соответствовать требованиям будущего.
Мерзляков Вячеслав
