Прицельная система «Кайра»

Как многие наверняка замечали, под днищем фюзеляжа западных боевых самолетов нередко можно увидеть некие сигарообразные устройства. Это не бомбы и не ракеты. И – что может показаться странным – на российских истребителях и бомбардировщиках ничего подобного нет. Так что же это?

Современный боевой многофункциональный самолет не может обойтись без обзорно-прицельной оптико-электронной системы (ОЭС). Она работает всепогодно и круглосуточно в пассивном скрытом режиме без демаскирующего излучения, обеспечивая экипаж всей необходимой информацией для ведения боевых операций.

Всё важное скрыто

Всё важное скрыто. Долгие годы западные конструкторы авионики для боевых самолетов предпочитали заключать оптико-электронные системы прицеливания в корпуса подвесных контейнеров. С появлением технологии «стелс» стало очевидно, что контейнеры делают самолет слишком заметным. Пришлось искать иные пути.

Оглянись на бомбу

• Первые ОЭС были приспособлены в основном для решения задач «воздух–поверхность» и выполнялись в виде контейнеров на внешней подвеске под самолетом – именно эти устройства и имеют сигарообразную форму. Но почему оборудование ОЭС нельзя было спрятать внутрь самолета? Одна из главных причин заключается в том, что для метания высокоточных бомб с полуактивным лазерным наведением требовалось, чтобы цель в течение нескольких секунд была подсвечена лазерным лучом.

• Бомба нацеливается, когда ее головка наведения захватывает отражение выпущенного бомбардировщиком луча. За эти несколько секунд самолет успевает пролететь значительное расстояние, и летящая бомба остается далеко позади. Значит, для подсветки цели необходимо, чтобы источник лазерного луча имел, как говорят специалисты, большой угол прокачки, то есть мог под значительным углом отклоняться в сторону, противоположную движению бомбардировщика.

• Поскольку контейнеры вынесены наружу, они практически не имеют ограничений по секторам обзора, так как их оптическая головка в передней части обладает высокой подвижностью в любой плоскости и не затеняется фюзеляжем. Поэтому и подсветка цели лазером не представляла собой проблемы.

Современные ОЭС глубоко интегрированы в комплекс БРЭО

Современные ОЭС глубоко интегрированы в комплекс БРЭО и могут работать в согласованном режиме с БРЛС и другими гиперспектральными формирователями изображений. Например, работая в пассивном режиме, ОЭС способна давать целеуказания локатору или использовать его целеуказания для более точной идентификации цели. Все это позволяет применять новые высокоточные бомбы «j-серии» с инерциально-спутниковым наведением по принципу «пустил – забыл», не заходя в зону ПВО

Спрятанная «Кайра»

• Однако в нашей стране конструкторская мысль изначально пошла в другом направлении, и оптико-электронные системы контейнерного типа в СССР не создавались. Им была найдена альтернатива в виде встроенных обзорно-прицельных систем, которые при этом оказались не менее функциональными, чем западные образцы. В частности, была создана одна из лучших для своего времени прицельных систем, получившая название «Кайра».

• В основу «Кайры» заложены принципы телевизионного слежения за целью с лазерным каналом целеуказания и дальнометрирования. Система была встроена в носовую часть фюзеляжа самолета МиГ-27К, за счёт чего нос машины получил характерный скос. Лазерный дальномер-подсветчик, поворачиваясь на одном кардане, мог следить за целью с углом прокачки до 159 градусов.

• «Кайра» относилась к системам дневного действия – впрочем, и все западные контейнеры того времени, да и некоторые теперешние, были также «дневными» и не сильно отличались по параметрам от нашего. «Кайра» находилась в эксплуатации до 1985 года, когда МиГ-27К вместе с нею был снят с вооружения. Отечественная технология встроенных ОЭС получила дальнейшее развитие в системах КОЛС, ОЛС-М, ОЛС-27 для самолётов МиГ и Су.

Прицельная система «Кайра»

Система «Кайра», обладавшая как лазерным, так и телевизионным каналами, была встроена в носовую часть фюзеляжа самолета МиГ-27К, за счет чего нос машины получил характерный скос

Охота на тепло

• Дальнейшее развитие оптико-электронных прицельных систем шло по пути значительного расширения функциональных возможностей, что в большой степени связано с началом применения инфракрасных (ИК) матриц. Можно утверждать, что современные ОЭС ориентированы на новейшие технологии ведения боевых операций, в то время как позиции бортовых локаторов (БРЛС) представляются не столь уж однозначными.

• Дело в том, что при использовании радиолокации самолет становится заметным для противника на расстоянии, практически на треть превышающем дальность самого локатора. Этот фактор ограничивает применение БРЛС, требует особого регламента его использования. А ИК-матрица, встроенная в ОЭС, не только обеспечивает системе ночное видение, но и позволяет отслеживать ситуацию, как в окружающем воздушном пространстве, так и на земле, в пассивном режиме. То есть без всякого излучения.

Применение инфракрасных сенсоров не исключает использования активных средств, таких как локатор или лазерные дальномеры и целеуказатели. Более того, ИК-матрицы в современных, оснащенных искусственным интеллектом системах способны работать в согласованном режиме с БРЛС. Локатор, например, может быть использован для более детального рассмотрения находящегося на земле объекта, в то время как ОЭС с тепловизионным каналом работают не с реальной картинкой, а с тепловыми сигнатурами (оптическими образами), которые бортовая электроника идентифицирует как, например, «пуск ракеты» или «единица бронетехники».

Особенность системы EOTS

Особенность системы EOTS – существенно увеличенная дальность действия, особенно в нижней полусфере, что очень важно для перехвата целей типа крылатых ракет или БЛА, летящих вблизи земли на малых высотах. Дополнение подобными функциями уже в режиме IRST позволяет использовать систему EOTS также в задачах обеспечения ситуационной осведомленности экипажа.

Не засвети в глаз

• Современные ОЭС – это многофункциональные системы круглосуточного применения, в которых используются три информационных канала:
первый – телевизионный канал дневного действия, построенный на приборах с зарядовой связью (ПЗС-матрицах);
второй – тепловизионный канал ночного действия, работающий в длинной (8–12 мкм) и средней (3–5 мкм) частях ИК-диапазона;
третий канал представлен лазерным дальномером-целеуказателем с пеленгатором лазерного пятна, работающим на безопасной для зрения длине волны 1,06 и 1,57 мкм.

• Последнее очень важно для того, чтобы избежать неприятностей при обслуживании оборудования, так как технический специалист может случайно «засветить» лучом себе в глаз. Также есть вероятность ослепить «дружеским» лазером бойца, дополнительно подсвечивающего цель с земли.

Благодаря мультиканальному оборудованию ОЭС появилась возможность применять новые высокоточные бомбы (типа серии JDAM) с инерциально-спутниковым наведением по принципу «пустил – забыл» без захода в зону ПВО с дальностью планирования этих бомб 40–70 км. ОЭС могут обнаруживать воздушные цели на дальностях 100 км и больше, цели типа «танк» – на дальностях свыше 20 км, цели типа «мост» – 50–60 км. Они умеют одновременно сопровождать 15–20 целей, сохраняя при этом режим обзора остального пространства. Специальная видеокамера на ПЗС позволяет очень точно фиксировать результаты удара и передавать информацию на КП в реальном времени.

ИК-матрица формирует два типа инфракрасных изображений

ИК-матрица формирует два типа инфракрасных изображений – высокого разрешения для сопровождения распознанных целей и менее четкую – для удаленных. Благодаря кардановому подвесу угол охвата системы составляет 360 градусов.

Вокруг и вперёд

Основные режимы работы современных ОЭС – IRST и FLIR. Первая английская аббревиатура IRST расшифровывается как «Поиск и ведение цели в ИК-диапазоне». Эта функция заключается в пассивном инфракрасном сканировании (в сферическом обзоре) пространства вокруг самолетa. Режим дает возможность обнаруживать цели на больших дальностях и идентифицировать их, обеспечивая ситуационную осведомленность экипажа.
Режим FLIR («Впередсмотрящий инфракрасный сенсор») обращен к земной поверхности и используется как для навигации, так и для применения оружия «воздух–поверхность». Разновидность режима FLIR – NAVFLIR дает возможность осуществлять низковысотную ночную навигацию и заходы на посадку в темное время суток.

• Как правило, функции IRST и FLIR разнесены по разным устройствам, оптимизированным под свой режим, но умеющим выполнять смежные задачи под управлением общего программного обеспечения ОЭС. На современных западных самолетах поколения 4+ режим IRST обеспечивает встроенная в носовую часть фюзеляжа специализированная ОЭС. Ее характерный признак – шарообразные обтекатели («шары») из сапфира, которые защищают апертуры от набегающего потока. Они располагаются перед фонарем кабины с некоторым смещением относительно центральной оси, чтобы снизить влияние затенения от конструкции корпуса.

• Режим FLIR пока выполняется с помощью контейнерных ОЭС, которые имеют перспективу превратиться во встроенные системы. Пример такого перспективного оборудования – системы EOTS самолета F-35 и ОЛС-К самолета МИГ-35.

Контейнерная ОЭС

Типичная контейнерная ОЭС Litening израильской компании Rafael подвешена к фюзеляжу шведского многоцелевого малозаметного истребителя поколения 4++ Saab JAS 39 Gripen. Стоит отметить, что существует и отечественная разработка – подвесной оптико-электронный контейнер «Сапсан-Э» с тепловизионным и лазерным каналами. «Сапсан-Э» устанавливается на самолеты Су-30МК-2, разработанные для экспорта в Китай. Типичные весо-габаритные параметры для контейнерных систем: длина контейнера не более 3 м, диаметр 300–330 мм, вес 220–250 кг. Контейнер стоит 1,8–2,5 млн.долларов, и, как правило, их покупают из расчета один контейнер на три самолета.

Тайный шестиглаз

• Как бы ни были привязаны западные конструкторы ОЭС к контейнерной конфигурации, очевидные недостатки этих систем явно противоречат технологии «стелс» вообще и идеологии боевых самолетов 5-го поколения в частности. Контейнеры занимают собой точку подвески, на которой можно было бы закрепить дополнительное вооружение, и значительно повышают заметность летательного аппарата.

Поэтому переход к самолётам 5-го поколения будет означать окончательный отказ от контейнерных технологий. С другой стороны, поскольку запасы бомб с лазерным полуактивным наведением в мире еще велики, ОЭС, упакованные в контейнеры, будут и дальше производиться для аппаратов предыдущих поколений.
У истребителя 5-го поколения F-35 Lightning II ОЭС относится к встроенному типу и состоит из интегрированных систем EODAIRS (действующей в режиме IRST) и EOTS (действующей в режиме FLIR, по «земле»).

Система EODAIRS включает в себя шесть ИК-сенсоров, размещенных более или менее равномерно вокруг носовой части фюзеляжа в районе фонаря кабины. Они имеют согласованные поля зрения и образуют так называемую распределенную апертуру, позволяющую вести сферический обзор вокруг самолета в пассивном скрытом режиме. На основе оценок ИК-сигнатур система идентифицирует обнаруженные воздушные цели и способна опознавать пуски ракет.

• Основная трудность при создании EODAIRS состояла в разработке программного обеспечения по управлению информацией из разных зон обзора и ее отображения на дисплее шлема пилота или на кабинном индикаторе. Главная задача заключалась в том, чтобы пилот не замечал границ секторов обзора отдельных датчиков и видел изображение как единое целое, причем независимо от поворотов головы. По заявлениям разработчиков, эта проблема решена полностью, включая психофизиологические аспекты совместимости пилота с подобным вариантом индикации. Система работает в среднем ИК-диапазоне (длина волны 3–5 мкм).

Зачем самолёту сапфир?

• Электронно-оптическая система прицеливания (EOTS) создана на основе контейнерной системы Sniper XR и имеет с нею общие аппаратные блоки. EOTS формирует цифровые изображения контролируемого пространства с высоким разрешением на нашлемном дисплее или кабинном индикаторе.

• EOTS имеет широкую апертуру под фасетированным (многогранным) сапфировым обтекателем оригинальной клинообразной формы. Она хорошо вписывается в контуры самолета и не ухудшает его аэродинамику, а также характеристики заметности.
В EOTS используются ударопрочные оптические материалы и покрытия, которые обеспечивают необходимую прозрачность в ИК-диапазоне. Они слабо нагреваются при сверхзвуковом полёте и тем самым снимают проблему температурных искажений изображения цели и больших прицельных ошибок. Они также хорошо рассеивают отраженное излучение от локаторов противника, превращая его в отметку с беспорядочной сигнатурой. Стоит отметить, что прозрачный сапфировый обтекатель имеет красивый золотистый оттенок. Система EOTS использует средний (3–5 мкм) ИК-диапазон, весит около 90 кг.

• Что касается недавно начавшего совершать испытательные полёты российского истребителя 5-го поколения Т-50 (ПАК ФА), официальной информации о конструкции его ОЭС пока не существует.

/Олег Титков, www.popmech.ru/

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введи свой комментарий!
Пожалуйста, введи свое имя