Головка самонаведения

Головка самонаведения — это устройство, устанавливаемое на управляемых средствах поражения (ракетах, торпедах, бомбах) и предназначенное для автоматического обнаружения, захвата и сопровождения цели, а также выдачи команд на наведение боеприпаса на неё. ГСН является ключевым элементом систем самонаведения, обеспечивающим принцип «выстрелил и забыл» (fire-and-forget) или автономное наведение на конечном участке траектории.

История развития

Первые экспериментальные работы по созданию самонаводящихся боеприпасов начались в 1930-х годах. В 1943 году в Германии была разработана и испытана первая в мире авиационная торпеда с акустической головкой самонаведения G7e/T4 «Falke», предназначенная для поражения кораблей. В 1944 году на вооружение поступила её усовершенствованная версия G7es/T5 «Zaunkönig», ставшая первой серийной ГСН.

В СССР активные исследования в области самонаведения начались после Второй мировой войны. В 1950-х годах были созданы первые зенитные ракеты с радиолокационными ГСН (например, для комплекса С-75). В 1960-х годах появились тепловые головки самонаведения для ракет класса «воздух-воздух» (К-13, Р-60). В 1970-х годах началось внедрение лазерных и телевизионных ГСН для высокоточного оружия.

Принцип работы

ГСН функционирует в несколько этапов:

Поиск и обнаружение цели — головка сканирует пространство в заданном секторе, используя собственный излучатель (активный режим) или принимая излучение от цели (пассивный режим).
Захват цели — после обнаружения объекта, соответствующего заданным параметрам (размер, скорость, тепловая сигнатура), ГСН переходит в режим сопровождения.
Сопровождение — устройство непрерывно отслеживает положение цели, вычисляя угловые координаты и скорость её перемещения относительно боеприпаса.
Выдача команд — на основе данных о взаимном положении цели и носителя формируются сигналы управления для рулевых приводов, корректирующие траекторию полёта.

Классификация головок самонаведения

ГСН классифицируются по типу используемой энергии (физического поля) и способу получения информации о цели.

По типу физического поля

Радиолокационные (РЛ ГСН) — работают в радиодиапазоне. Делятся на:

Активные — имеют собственный радиопередатчик, облучающий цель, и приёмник отражённого сигнала. Пример: ракета AIM-120 AMRAAM.
Полуактивные — принимают отражённый от цели сигнал, излучаемый внешним источником (например, наземной РЛС подсвета или самолётом-носителем). Пример: зенитная ракета 9М38М1 комплекса «Бук-М1».
Пассивные — наводятся на собственное радиоизлучение цели (например, работающие РЛС противника). Пример: противорадиолокационная ракета AGM-88 HARM.

Тепловые (инфракрасные, ИК ГСН) — реагируют на тепловое излучение цели. Различают:

Неохлаждаемые — работают в ближнем ИК-диапазоне (1-3 мкм), чувствительны к горячим частям (сопла двигателей). Пример: ракета AIM-9 Sidewinder ранних модификаций.
Охлаждаемые — используют криогенное охлаждение приёмника (до -200°C), работают в среднем и дальнем ИК-диапазоне (3-5 и 8-14 мкм), способны захватывать цель по тепловому контуру всего корпуса. Пример: ракета Р-73 (СССР/Россия).

Лазерные — наводятся на отражённое лазерное излучение, которым цель подсвечивается с носителя или земли. Пример: корректируемая авиабомба КАБ-500Л (Россия).

Телевизионные и оптико-электронные — используют видимый или ближний инфракрасный диапазон для формирования изображения цели. Могут работать в пассивном режиме или с подсветкой. Пример: ракета AGM-65 Maverick.

Акустические — применяются в торпедах и некоторых противолодочных ракетах, наводятся на шум винтов или гидроакустические сигнатуры кораблей и подводных лодок. Пример: торпеда УСЭТ-80 (СССР/Россия).

По способу наведения

Прямые — наводятся непосредственно на источник излучения (тепловые, пассивные радиолокационные).
Корреляционные — сравнивают текущее изображение местности с эталонным, хранящимся в памяти. Пример: крылатая ракета «Калибр» (Россия) на конечном участке.
Комбинированные — используют несколько типов ГСН для повышения помехозащищённости и точности. Пример: зенитная ракета 9М96Е комплекса С-400 (Россия) имеет активную РЛ ГСН и инерциальную систему наведения.

Устройство и характеристики

Типовая ГСН состоит из следующих элементов:

Приёмное устройство (антенна, оптическая система, матрица фотоприёмников) — улавливает сигнал от цели.
Следящая система — обеспечивает поворот головки вслед за целью (гиростабилизированная платформа или сканирующее зеркало).
Вычислитель — обрабатывает сигнал, вычисляет угловые координаты и скорость цели, формирует команды управления.
Блок питания — обеспечивает энергией компоненты ГСН (часто используется турбогенератор, работающий от набегающего потока воздуха).

Ключевые характеристики ГСН:

Дальность захвата — максимальное расстояние, на котором головка способна надёжно обнаружить и захватить цель (от нескольких сотен метров до десятков километров).
Угол обзора — сектор пространства, в котором ГСН может искать цель (обычно 30-120°).
Помехозащищённость — способность работать в условиях искусственных помех (тепловые ловушки, дипольные отражатели, постановка активных радиопомех).
Точность наведения — среднеквадратическое отклонение точки прицеливания от центра цели (для современных ГСН — 0,5-3 метра).

Применение

ГСН используются в следующих типах вооружений:

Зенитные управляемые ракеты (ЗУР) — для поражения воздушных целей (самолётов, вертолётов, беспилотников, крылатых ракет). Пример: ЗУР 9М317 комплекса «Бук-М2» (Россия).
Ракеты класса «воздух-воздух» — для ближнего и дальнего воздушного боя. Пример: Р-27 (СССР/Россия) с полуактивной РЛ ГСН.
Противотанковые управляемые ракеты (ПТУР) — для поражения бронированной техники. Пример: ПТУР «Корнет» (Россия) с лазерной ГСН.
Противокорабельные ракеты — для атаки надводных кораблей. Пример: П-800 «Оникс» (Россия) с активной РЛ ГСН.
Корректируемые авиабомбы — для высокоточного удара по наземным целям. Пример: КАБ-1500ЛГ (Россия) с лазерно-гироскопической ГСН.
Торпеды — для поражения подводных лодок и надводных кораблей. Пример: торпеда «Физик» (Россия) с акустической ГСН.

Критика и ограничения

Основные недостатки ГСН:

Уязвимость к помехам — тепловые ловушки, дипольные отражатели и станции активных помех могут сбивать наведение. В ответ на это разрабатываются многодиапазонные и комбинированные ГСН.
Ограничения по погоде — оптические и лазерные ГСН плохо работают в условиях плотной облачности, тумана, дождя или снегопада. Радиолокационные ГСН менее чувствительны к погоде, но могут давать ложные захваты на рельефе местности.
Сложность и стоимость — современные ГСН с матричными фотоприёмниками, цифровыми вычислителями и системами охлаждения являются одними из самых дорогих компонентов управляемых ракет (до 30-40% от общей стоимости изделия).
Ограниченная дальность захвата — особенно для пассивных систем (тепловых, телевизионных), которые зависят от интенсивности излучения цели.

Интересные факты

Первая в мире серийная тепловая ГСН для ракет класса «воздух-воздух» была создана в США в 1956 году (AIM-9 Sidewinder). В СССР аналогичная разработка (К-13) появилась в 1960 году.
В 1970-х годах в СССР была разработана уникальная ГСН для ракеты Р-40, которая могла работать как в тепловом, так и в радиолокационном режиме (комбинированная система).
Современные российские ракеты ПЗРК «Игла-С» и «Верба» используют трёхдиапазонные оптические ГСН, способные различать тепловые ловушки и реальные цели.
В 2022 году в ходе боевых действий на Украине российские военные применяли барражирующие боеприпасы «Ланцет» с телевизионной ГСН, обеспечивающей высокоточное поражение целей оператором на конечном участке.

Источники

Военная энциклопедия. В 8 томах. — М.: Воениздат, 1994—2004.
Справочник по управляемым ракетам. Под ред. А. А. Дмитриева. — М.: Машиностроение, 1985.
История развития систем самонаведения. — М.: ЦНИИ «Судостроение», 2001.
Jane’s Weapon Systems. — Jane’s Information Group, 2020.
«Зенитные ракетные системы». Под ред. В. В. Козлова. — М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →