Зенитно-ракетный комплекс Patriot (MIM-104A)

Зенитно-ракетный комплекс Patriot (MIM-104A)

ЗРК "Patriot" предназначен для прикрытия крупных административно-промышленных центров, военно-морских и военно-воздушных баз от всех существующих средств воздушного нападения в условиях сильного электронного противодействия противника. Комплекс способен одновременно обнаруживать и опознавать более 100 воздушных целей, непрерывно сопровождать восемь выбранных из них, осуществлять подготовку исходных данных для стрельбы, пуск и наведение до трех ракет на каждую цель.

Разработка комплекса была начата в 1963г. для замены ЗРК предшествующего поколения. Первое летное испытание ракеты состоялось в феврале 1970г., а 11 января 1974г. ракетой были впервые выполнены маневры наведения по командам, поступающим с наземной РЛС. Комплекс принят на вооружение сухопутных войск США в 1982 году.

Зенитная батарея включает в себя 4-8 пусковых установок (ПУ) с четырьмя ракетами на каждой. Батарея является минимальным по составу тактико-огневым подразделением, которое может, самостоятельно выполнять боевую задачу. Чаше всего батарея применяется в составе дивизиона.

ЗРК "Patriot" обладает высокими боевыми возможностям, состоит на вооружении США и рассматривается как перспективный комплекс для оснащения вооруженных сил других стран НАТО. Эффективность комплекса достигается путем построения его на основе передовых схемных решений, применения в системах и агрегатах ЗРК современных материалов и прогрессивных технологий.

К числу основных технических решений, характеризующих ЗРК, относятся следующие:

  • многофункциональная РЛС с фазированной решёткой и электронном сканированием луча;
  • комбинированная схема наведения ЗУР (радиокомандная- на среднем участке траектории и "наведение через ракету"- на конечном участке) позволяет за счёт передачи функций бортового вычислителя наземной аппаратуре комплекса и уменьшения потребной дальности захвата цели существенно снизить многогабаритные характеристики ГСН и стоимость бортовой аппаратуры ЗУР при обеспечении высокой точности, свойственной самонаводящимся ракетам.
  • значительные зоны досягаемости и большие скорости досягаемости ЗУР.

В состав комплекса "Patriot" входит:

  • многофункциональная радиолокационная станция с фазированной антенной решеткой AN/MPQ-53;
  • пункт управления огнем AN/MSQ-104
  • пусковые установки М901
  • зенитные управляемые ракеты МIМ104;
  • источники энергоснабжения AN/MSQ-26;
  • средства связи, технологическое оборудование;
  • средства радиотехнической и инженерной маскировки.

ЗУР MIM-104A, применяемая в ЗРК "Patriot" , представляет собой одноступенчатую управляемую ракету, выполненную по нормальной аэродинамической схеме..

Ракета состоит из следующих отсеков ( от носовой части к хвостовой ): обтекатель, ГСН, боевая часть, двигатель, система управления ( блок управления, 4 крестообразно расположеных стабилизатора и 4 руля управления с гидроприводами ).

Обтекатель обеспечивает защиту ГСП от высоких аэродинамических нагрузок и тепловых потоков при гиперзвуковой скорости потока. Обтекатель изготовлен из керамического сплава методом специального литья . Носовая часть обтекателя покрыта кобальтовым сплавом. Толщина обтекателя составляет более 120мм.

Под обтекателем расположена плоская антена радиолокатора ГСП (диаметром 305мм), установленная в карданном подвесе на инерциальной платформе. За ней размещена система наведения MDAGS, состоящая из двух блоков - блока наведения на конечном участке TSG и модульного блока наведения на среднем участке (MMP).

Блок наведения MMP размещён в секции боевой части и содержит навигационные приборы и бортовую ЭВМ. В отсеке боевой части находятся также инерциальный датчик, вспомогательная электронная аппаратура, в том числе преобразователь сигналов, исполнительный механизм взрывателя и осколочно-фугасная БЧ с взрывателем и антенами. В ракете используется твёрдотопливный однорежимный двигатель TX-486 фирмы "Thiocol". По внешней стороне двигателя проходят два кабеля, по которым передаются сигналы с системы наведения на систему управления, расположенную в хвостовой части ракеты. Средняя тяга двигателя составляет 11000кгс, а время работы - 11.5 секунд. Корпус двигателя является частью корпуса ракеты, но имеет дополнительную тепловую защиту. Двигатель содержит заряд твёрдого топлива обычного типа, скреплённый со стенками. Воспламенение топлива производится с помощью пиротехнической системы, размещённой в передней части корпуса двигателя. Вокруг сопла двигателя расположенны четыре руля с гидравлическими приводами. В этой секции находятся аккумулятор, маслянный резервуар, баллон со сжатым воздухом, электрический насос и агрегат, создающий повышенное давление. Ракета не имеет крыльев, аэродинамическая подъёмная сила создаётся непосредственно фюзеляжем.

При маневрировании перегрузка может составлять более 25 единиц. Контроль состояния систем ракеты осуществляется с помощью встроенных приборов. Сообщение о неисправности автоматически передаётся на ЭВМ системы управления огнём.

Ракеты ЗРК Patriot поставляются в заводской упаковке, в ТПК прямоугольного сечения. ЗУР находится в ТПК на двух рельсовых направляющих. Контейнеры изготовлены из алюминевых листов, смонтированных в сварной раме. Спереди контейнер закрывается резиновой крышкой, армированной стеклопластиком, которая пробивается ракетой при пуске, а сзади - крышкой из твёрдого стеклопластика, которая полностью удаляется истекающими из РДТТ газами.

Управление полетом осуществляется с помощью комбинированной системы наведения. На начальном этапе полета реализуется программное управление, на среднем - радиокомандное, на конечном - по методу TVM (Track-via-missile - сопровождение через ракету), сочетающем командное наведение с полуактивным. Использование указанного метода наведения позволило значительно снизить чувствительность системы к различным мерам электронного противодействия, а также дало возможность организовать полет ракеты по оптимальным траекториям и поражение целей с высокой эффективностью.

Сущность метода TVM заключается в следующем. В процессе наведения ракеты на цель с помошью РЛС AN/MPQ-53 осуществляется одновременное сопровождение цели и 3УP. Отраженные от цели сигналы РЛС воспринимаются антенной MDAGS и определенные ею угловые координаты линии визирования цели передаются по ВЧ каналу на специальную антенну РЛС и поступают в ЭВМ пункта управления огнем. Также на ЭВМ поступают сигналы, полученные РЛС непосредственно от цели, которые сравниваются с сигналами, поступающими от ЗУР.

На основе анализа, производимого в процессе сравнения этих сигналов, вырабатываются команды наведения для ракеты и передаются на нее по главному лучу РЛС. После преобразования на борту ЗУР эти команды передаются на привод управления рулями, а также на приводы антенны MDAGS для обеспечения непрерывного слежения за целью.

Пункт управления огнем AN/MSQ-104

Пункт управления огнем - командный пункт ЗРК "Patriot" - располагается в специальном контейнере и установлен на шасси автомобиля М814. Внутри идоль одной стены размешается аппаратура связи и одно рабочее место оператора, вдоль другой - ЭВМ, оконечное устройство передачи данных, рабочее место второго оператора и вспомогательное оборудование.

Боевой расчет КП состоит из двух операторов. На каждом рабочем месте оператора имеются индикатор воздушной обстановки диаметром 53 см, устройство управления индикатором, набор клавишных переключателей для ввода и вывода оператором необходимой информации управления огнем в процессе боевой работы, а также блок контроля функционирования аппаратуры комплекса.

На левом индикаторе АРМ отображается общая, обстановка в зонах обнаружения, управления и огня батареи ЗУР, а на правом - информация по управлению всеми элементами батареи ЗУР и текущая воздушная обстановка. Использование специальной сервисной аппаратуры позволяет проводить диагностический контроль работы отдельных устройств и ЗРК в целом даже во время боя.

Многофункциональная РЛС AN/MPQ-53 смонтирована на двухосном седельном полуприцепе массой 15 т и транспортируется колесным тягачом М818. Работа РЛС в значительной степени автоматизирована - ее обслуживание производится с пункта управления боевым расчетом из двух операторов. Станция обеспечивает в заданном секторе практически одновременное обнаружение, опознавание, сопровождение от 90 до 125 воздушных объектов и управление полетом всех наводимых на цели ЗУР. Для опознавания целей используется интегрированный запросчик AN/TPX-46(V)7.

Максимальная дальность обнаружения цели при обзоре по углу места от 0 до 90 o и по азимуту в секторе 90 o составляет 35-50 км (при высоте полета цели 50-100 м) и до 170 км (1000-10000 м). Это достигается применением фазированной антенной решетки и быстродействующей ЭВМ, управляющей режимами работы станции на всех этапах.

Система управления позволяет использовать ЗРК "Patriot" совместно с самолетом дальнего обнаружения и управления Е-3 "Сентри". В этом случае "Patriot" находится в режиме радиолокационного молчания до последнего момента, получая целеуказание от находящегося в воздухе АВАКСа.

В походном положении антенная система укладывается на крыше кабины. Выбор сектора работы РЛС производится разворотом кабины в требуемом направлении. При фиксированном положении кабины РЛС способна вести поиск и обнаружение целей по азимуту в секторе 90 o , а их сопровождение и наведение ракет - в секторе 110 o

Характерной особенностью РЛС является преобразование сигналов в цифровую форму, что позволило использовать ЭВМ для управления режимами работы станции. Электронное сканирование диаграммы направленности антенной решетки достигается изменением фаз излучаемых высокочастотных сигналов с помощью фазовращателей.

Передатчик РЛС формирует и усиливает в соответствии с сигналами управления высокочастотные колебания, отличающиеся в зависимости от режима работы станции видом модуляции, длительностью и частотой повторения импульсов, мощностью и рабочей частотой. Мощность генерируемых сигналов составляет десятки киловатт, а в импульсе длительностью в несколько десятков миллисекунд превышает сотни киловатт. Для повышения разрешающей способности РЛС по дальности в устройстве приема и обработки сигналов реализуется метод сжатия импульса в дисперсионных линиях задержки. Режимы работы передатчика изменяются с помощью ЭВМ в миллионные доли секунды.

В работе РЛС применен принцип уплотнения при зондировании, приеме и обработке сигналов по времени. Вся просматриваемая зона разделена на 32 отдельных участка, каждый из которых при построчном сканировании один за другим просматриваются лучом ФАР, причем длительность рабочего цикла станции на каждом участке составляет 100 мкс при возможности изменения режима работы РЛС от цикла к циклу.

Большая часть времени рабочего цикла отводится на поиск целей в заданном секторе, а меньшая - на сопровождение целей и наводимых на них ЗУР. Длительность полного периода работы РЛС по поиску и сопровождению целей, а также по наведению на них ЗУР, составляет 3,2 с. РЛС имеет также режим работы, при котором воздушная обстановка контролируется не во всей зоне, состоящей из 32 участков, а лишь на тех участках, где наиболее вероятно появление воздушных целей.

Пусковая установка M901 предназначена для пуска, транспортировки и временного хранения ракет. Она смонтирована на двухосном седельном полуприцепе М860 и транспортируется колесным тягачом. В состав пусковой установки входят подьемная стрела, механизмы подъема ракет и наведения их по азимуту, агрегат питания, привод для установки радиомачты, служащей для приема команд и передачи данных на пункт управления огнем, электронный блок и аппаратура cвязи.

С момента поступления команды на пуск начинается ввод необходимых данных в запоминающее устройство ракеты. При нажатии кнопки "пуск" на пульте оператора к аппаратуре системы управления подается питание, после чего наземная ЭВМ пункта управления огнем автоматически включает систему управления ракетой, выполняет необходимые расчеты и готовит алгоритм полета.

Время реакции ЗРК сводится к минимуму прежде всего за счет предварительного разворота стрелы ПУ в направлении предполагаемой атаки, а также за счет минимальной потери времени на выход ракеты на траекторию полета. При установке на местности за каждой ПУ закрепляется определенный сектор пространства, причем эти сектора многократно перекрываются. Этим достигается всеракурсность стрельбы ЗРК "Patriot", в отличие от ЗРК, использующих вертикально стартуюшие ракеты, разворот которых в сторону цели осуществляется после старта ракеты.

Следует отметить, что в процессе разработки 3УP МIМ-104 рассматривался вариант с вертикальным стартом. Однако от этого варианта отказались, поскольку в тот период такая техника на американских ракетах подобных размеров не применялась.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎