Полуактивная радиолокационная ГСН

Полуактивная радиолокационная головка самонаведения (ПАР ГСН) — это устройство, устанавливаемое на управляемых ракетах класса «воздух-воздух», «земля-воздух» и некоторых других, которое обеспечивает наведение на цель, используя отражённый от цели сигнал, излучаемый внешним (не находящимся на ракете) источником радиолокационного облучения. ПАР ГСН является одним из основных типов головок самонаведения для зенитных управляемых ракет (ЗУР) и ракет «воздух-воздух» средней и большой дальности.

Принцип действия

В отличие от активной радиолокационной ГСН, где и передатчик, и приёмник находятся на самой ракете, полуактивная система разделяет эти функции. Источником облучения цели выступает наземная радиолокационная станция (РЛС) подсвета цели или бортовой радар самолёта-носителя. Этот внешний источник непрерывно или импульсно облучает цель. ПАР ГСН, установленная на ракете, принимает отражённый от цели сигнал. На основе анализа принятого сигнала (измерения угла прихода отражённой волны) формируются команды управления для рулей ракеты, чтобы она двигалась по направлению к цели.

Ключевой особенностью является то, что ракета не излучает собственных радиоволн, что делает её более скрытной для средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ) противника на этапе наведения, но при этом она полностью зависит от непрерывной работы внешнего источника подсвета.

История развития

Первые разработки полуактивных радиолокационных ГСН начались в 1940-х годах. В СССР и США велись работы по созданию управляемых ракет с такими системами наведения. Одним из первых серийных образцов стала американская ракета AIM-7 Sparrow, принятая на вооружение в 1950-х годах. В СССР аналогичные разработки привели к созданию семейства ракет К-5 (РС-1У) и позже — более совершенных Р-8 (К-8) и Р-23 (К-23).

В 1960-1970-е годы полуактивные ГСН стали основным типом наведения для большинства истребителей-перехватчиков и зенитных ракетных комплексов (ЗРК). Крупные успехи были достигнуты в создании ГСН для ЗРК С-75 «Двина», С-125 «Нева» и С-200 «Ангара»/«Вега»/«Дубна». В СССР разработкой ПАР ГСН занимались ведущие предприятия, такие как НПО «Алмаз» (ныне входит в Концерн ВКО «Алмаз-Антей»), ЦНИРТИ, КБ-1 (ныне ГСКБ «Алмаз-Антей»).

В 1980-1990-е годы с развитием активных радиолокационных ГСН полуактивные системы постепенно уступили им место в ракетах большой дальности, однако продолжают использоваться в ряде современных систем, особенно в ракетах средней дальности и в некоторых зенитных комплексах. В России и за рубежом ведутся работы по модернизации существующих ПАР ГСН, в том числе с использованием технологий цифровой обработки сигналов.

Классификация

Полуактивные радиолокационные ГСН можно классифицировать по нескольким признакам:

По типу используемого сигнала

• Непрерывного излучения (CW — Continuous Wave) — используются в ракетах, наводимых на цель по отражённому непрерывному сигналу. Характерны для ракет малой и средней дальности (например, AIM-7 Sparrow, Р-27Р).
• Импульсного излучения — применяются в ракетах, работающих с импульсными РЛС подсвета. Требуют синхронизации с импульсами подсвета для выделения отражённого сигнала на фоне помех.

По способу обработки сигнала

• Аналоговые — обработка сигнала осуществляется с помощью аналоговых схем (фазовые детекторы, фильтры). Характерны для ранних образцов (1950-1970-е годы).
• Цифровые — сигнал оцифровывается и обрабатывается цифровыми процессорами. Позволяют реализовать более сложные алгоритмы селекции движущихся целей (СДЦ) и помехозащиты. Современные образцы, например, в составе ЗРК С-400 «Триумф» (ракеты 9М96, 9М96Е2) и С-500 «Прометей», используют цифровые ПАР ГСН.

По типу носителя

• Авиационные — устанавливаются на ракетах «воздух-воздух» (например, Р-27Р, Р-77 — в варианте с полуактивным наведением, AIM-7).
• Зенитные — устанавливаются на ракетах наземных ЗРК (например, 5В27 для С-125, 5В28 для С-200, 9М38 для «Бука»).
• Корабельные — применяются в корабельных ЗРК (например, «Штиль-1»).

Устройство и характеристики

Типовая полуактивная радиолокационная ГСН состоит из следующих основных узлов:

• Антенная система — обычно параболическая или рупорная антенна, обеспечивающая приём отражённого сигнала. Часто используется монопульсная схема для точного измерения угловых координат цели.
• Приёмное устройство — преобразует принятый сигнал в электрический, усиливает его и выделяет информацию об угле рассогласования (отклонении направления на цель от оси ракеты).
• Вычислитель — обрабатывает сигнал, формирует команды управления для автопилота ракеты. В современных образцах — цифровой процессор.
• Блок питания — обеспечивает электропитание всех узлов ГСН.

Основные характеристики ПАР ГСН:

• Дальность захвата — расстояние, на котором ГСН может надёжно принять отражённый сигнал и начать самонаведение. Зависит от мощности подсвета, ЭПР цели, условий распространения радиоволн. Для современных ракет может составлять от 20 до 100 км и более.
• Угол обзора — телесный угол, в котором ГСН может обнаруживать и сопровождать цель. Обычно составляет от ±30° до ±60°.
• Помехозащищённость — способность работать в условиях применения противником средств РЭБ (шумовые помехи, ложные цели). Современные цифровые ГСН имеют высокую помехозащищённость за счёт использования сложных алгоритмов селекции.
• Точность наведения — характеризуется круговым вероятным отклонением (КВО) или промахом. Для современных ракет с ПАР ГСН промах может составлять единицы метров.

Применение

Полуактивные радиолокационные ГСН широко применяются в следующих системах:

Зенитные ракетные комплексы

• С-75 «Двина» (ракеты В-750) — первая советская ЗУР с ПАР ГСН.
• С-125 «Нева» (ракеты 5В27) — использовалась для поражения низколетящих целей.
• С-200 «Ангара»/«Вега»/«Дубна» (ракеты 5В28) — дальний ЗРК с мощной ПАР ГСН.
• «Бук» (ракеты 9М38, 9М317) — современный ЗРК средней дальности.
• С-300П (ракеты 5В55Р, 48Н6) — зенитные ракеты с полуактивным наведением на конечном участке.
• С-400 «Триумф» (ракеты 9М96, 9М96Е2) — используют цифровые ПАР ГСН.
• С-500 «Прометей» — перспективный ЗРК с ПАР ГСН для поражения гиперзвуковых целей.

Авиационные ракеты «воздух-воздух»

• Р-27Р (СССР/Россия) — ракета средней дальности с полуактивной ГСН.
• Р-77 (Россия) — может использоваться в варианте с полуактивным наведением (Р-77-1).
• AIM-7 Sparrow (США) — одна из первых серийных ракет с ПАР ГСН.
• AIM-120 AMRAAM (США) — в ранних версиях (AIM-120A/B) использовала полуактивное наведение на начальном участке, затем переходила на активное.

Корабельные зенитные комплексы

• «Штиль-1» (Россия) — корабельный ЗРК с ракетами 9М317МЭ, использующими ПАР ГСН.
• «Ураган» (СССР/Россия) — корабельный ЗРК с ракетами 9М38.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Скрытность — ракета не излучает радиоволны, что затрудняет её обнаружение и применение средств РЭБ противником.
• Меньшая стоимость — отсутствие собственного мощного передатчика снижает стоимость ракеты по сравнению с активной ГСН.
• Высокая помехозащищённость — возможность использования сложных алгоритмов обработки сигнала на внешнем носителе (самолёте или РЛС подсвета).
• Возможность наведения на малозаметные цели — за счёт использования мощного внешнего источника подсвета.

Недостатки

• Зависимость от внешнего подсвета — ракета не может самостоятельно наводиться, если носитель потерял цель или прекратил подсвет.
• Ограниченная дальность — дальность действия ПАР ГСН ограничена мощностью внешнего источника и ЭПР цели.
• Уязвимость к подавлению подсвета — если противник подавит РЛС подсвета, ракета теряет цель.
• Сложность одновременного наведения на несколько целей — требуется несколько РЛС подсвета или сложные системы управления.

Современное состояние и перспективы

В настоящее время полуактивные радиолокационные ГСН продолжают использоваться в ряде современных систем вооружения. В России они применяются в ЗРК С-400 «Триумф», С-500 «Прометей», «Бук-М3», а также в авиационных ракетах Р-27Р и Р-77. За рубежом — в ракетах AIM-7 Sparrow (в модернизированных версиях), а также в некоторых зенитных комплексах (например, MIM-104 Patriot — в варианте с полуактивным наведением на конечном участке).

Перспективы развития связаны с интеграцией ПАР ГСН в многофункциональные системы наведения, где ракета может переключаться между полуактивным, активным и пассивным режимами в зависимости от тактической обстановки. Также ведутся работы по созданию ГСН с использованием технологий искусственного интеллекта для повышения помехозащищённости и точности наведения.

Источники

• Военная энциклопедия. В 8 томах. — М.: Воениздат, 1994-2004.
• Зенитные ракетные комплексы. Под ред. В. В. Золотова. — М.: Воениздат, 1985.
• Управляемые ракеты «воздух-воздух». Под ред. В. В. Золотова. — М.: Воениздат, 1988.
• Радиолокационные системы самонаведения. Под ред. В. В. Золотова. — М.: Воениздат, 1990.
• Технические описания ЗРК С-75, С-125, С-200, С-300, «Бук». — М.: Воениздат, 1960-1990.
• Jane's Weapon Systems. — Jane's Information Group, 2020-2024.