Ренессанс воздухоплавания: аэростаты возвращаются в систему ПВО
В 2016 году в Вооружённые силы России начали поступать высотные аэростаты разработки Долгопрудненского конструкторского бюро автоматики (ДКБА).
Статья журнала ВКС, №2 (87) октябрь 2016
В этом и следующем году продолжатся испытания высотных аэростатов длительного барражирования. Эти аэростаты поднимаются в воздух со специальной аппаратурой, работающей в интересах Министерства обороны.
Возвращение «боевых монгольфьеров»
Два года назад аэростаты поднимались на высоту 17 км. Продолжительность их барражирования составляла около месяца. Планируется увеличить её до года. В подвеске аэростатов будут расположены ретрансляционные системы, а также системы радиолокационного мониторинга для ПРО. Их радиовидимость на высоте 40 км достигает 900 км, они не имеют «мёртвых зон».
Локаторы собираются установить и на дирижабли, разрабатываемые воздухоплавательным холдингом «Авгуръ-РосАэроСистемы». До конца 2018 года предприятие построит для военного ведомства обитаемый дирижабль «Атлант» грузоподъёмностью 16 тонн, дальностью полёта до двух тысяч км и скоростью 140 км в час. Обслуживать дирижабль будет экипаж не более чем из трёх человек. Среди других функций «Атланта» – доставка десантных подразделений, он может послужить аэромобильным пунктом управления.
Электронную «начинку» для воздухоплавательных средств изготавливает «Концерн Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ). К инновации можно отнести размещение антенны локаторов на обшивке дирижабля. РЛС могут фиксировать пуски МБР и траектории полёта их головных частей.
Радарные дирижабли на высоте в несколько километров долгое время могут курсировать вдоль границ России, над нейтральными водами Мирового океана. Точность и дальность обнаружения ракет противника, его боевых самолётов повысятся многократно. Для дирижаблей разрабатывается и современное бортовое радиоэлектронное оборудование.
.jpg)
Змейковый привязной аэростат французского типа Caquot
На авиашоу МАКС – 2015 был представлен первый российский беспилотный дирижабль ДП‑29. Он предназначен для длительной высотной разведки, аэрофотосъёмки и картографирования, доставки и автоматического сброса грузов.
Возможности дирижаблей в военных целях неоценимы: вертикальный взлёт и посадка с неподготовленных площадок и воды, полёты во всех климатических зонах, причём продолжительное время в небе без дозаправки и обслуживания. Аэростаты планируется использовать даже для исследований в суборбитальном космическом пространстве. Это снизит затраты и сделает доступ в космос более экономичным. Ракеты и аэростаты дополнят друг друга.
В основе корпуса нынешних дирижаблей – многослойная композитная ткань, оболочка из современных высокопрочных материалов. Композитные материалы делают дирижабль малозаметным для ПВО – аппарат радиопрозрачен и не излучает тепла. Оболочки наполняются не взрывоопасным водородом, а негорючим гелием.
Словом, воздухоплавание возрождается и в военных целях. Воздушные шары, аэростаты, дирижабли сегодня отнюдь не анахронизм. Чтобы понять анатомию их ренессанса, попробуем заглянуть в историю военного воздухоплавания, в том числе «шпионского», и попытаемся на конкретных историях проследить его тенденции и закономерности.
Воздухоплавательная разведка
Воздухоплавательные средства (ВПС) давно используются при ведении боевых действий и разведки. В 1849 году австрийские войска с аэростатов бомбардировали Венецию. 1 августа 1870 года был поднят первый русский военный привязной аэростат, спустя пять лет создана кадровая воздухоплавательная команда. В Русско‑японскую войну впервые во фронтовых условиях подняли разведывательный шар.
К 1917 году в России было 87 отдельных воздухоплавательных отрядов и две морские воздухоплавательные роты. В гражданскую войну аэростаты, привязанные к морским судам и бронепоездам, активно применялись для разведки, корректировки огня артиллерии и даже вступали в бой с аэропланами.
В Великую Отечественную, двигаясь за артиллерией, аэростаты наблюдения разведывали рубежи обороны противника. Дирижабли с пулемётами, пушками, глубинными и фугасными бомбами покончили с господством немецких подводных лодок в Атлантике; потери судов союзников антигитлеровской коалиции снизились в семь раз, германский подводный флот получил приказ не атаковать конвои, сопровождаемые дирижаблями.
С помощью аэростатов в районе Сандомира было обнаружено знаменитое дальнобойное орудие немцев «Берта». Наблюдение воздухоплавателями за портами Клайпеда и Лиепая не позволили немцам вывезти награбленные ценности.
В июне 1942 года в пригороде Ленинграда капитан Судаков показал полёт и посадку на шаре‑прыгуне. Этот свободный аэростат объёмом 150 кубических метров поднимал человека на 100–150 метров. Предполагалось таким способом перебрасывать за линию фронта оперативных работников и разведывательно‑диверсионные группы. Идея не нашла применения.
«Живучесть» воздухоплавательных средств достаточно высока. У дирижаблей она сопоставима с тем же показателем американского В-52. Они способны выдерживать воздействие управляемых реактивных снарядов, пушек истребителей. Коэффициент потерь АДА при преодолении зоны ПВО от 0,6 до 0,2. Он резко идёт вниз с ростом числа аппаратов в воздухе. С увеличением длины волны локаторов радиопрозрачность оболочки увеличивается, что затрудняет обнаружение. Слежение за АДА было затруднено и из-за сброса ложных целей, только одна воздухоплавательная эскадрилья способна запустить их до 10 тысяч в сутки.
Аэростатный волюнтаризм
В СССР во второй половине 1950‑х годов ускоренными темпами развивалась ракетная техника, и воздухоплавательные части были расформированы. Интерес к воздухоплаванию в последующем возникал лишь периодически.
В 1960 году руководитель СССР Никита Хрущёв посетил ГДР. Его разозлило, что американцы организовали воздушный мост в Западный Берлин. Никита Сергеевич распорядился поднять против самолётов США аэростаты заграждения (АЗ).
.jpg)
Нажим на промышленность позволил за три месяца сформировать три дивизиона АЗ. Но обучать специалистов было уже некому. В Берлин подразделения не послали из опасений скандала. Через год дивизионы расформировали, технику списали.
Зато Запад «баллоны» в запасники не сдал. Шары‑шпионы всё чаще стали пересекать границы СССР. Об этом свидетельствуют данные, ранее хранившиеся под грифом «секретно». Они получены нами в НИИ‑2 Министерства обороны, который занимался проблемами ПВО.
.jpg)
Шаровой налёт
Наиболее интенсивно автоматические дрейфующие аэростаты (АДА) запускались на территорию СССР с 1956 по 1977 годы. За эти годы подразделениями радиотехнических войск обнаружено 4 112 аппаратов, 793 из них сбиты истребительной авиацией. Государственная принадлежность пришельцев разнообразна – США, Франция, Финляндия, ФРГ, Норвегия, Швеция, Турция. Владельцы части аппаратов не установлены. В этот период США запускали ежегодно в среднем 600 аэростатов, из которых 300 принадлежали ВМС, 150 – ВВС, остальные – гражданским исследовательским организациям.
Наиболее часто встречающиеся маршруты: Нарвик (Норвегия) – Петрозаводск – Вологда – Пермь; Гамбург – Берлин – Варшава – Минск – Москва; Ливорно – София – Сухуми – Баку – Красноводск; Эрзурум – Баку – Ашхабад – Мары – Душанбе. Долетали АДА до Сибири, Семипалатинска.
По наблюдениям лётчиков, поднимавшихся на перехват пришельцев, аэростаты имели форму либо шара, либо каплевидную или яйцеобразную, цвет оболочки – светло‑матовый, с серебристым или свинцовым оттенком, встречались и зеркальные, бледно‑голубые, прозрачные, как мыльный пузырь. Каждый имел подвеску: то фал длиной три‑четыре диаметра шара, то колоколообразную с несколькими лепестками, то несколько отдельных тёмных предметов геометрических форм, то гирлянду из цилиндрических и уголковых отражателей.
О результативности действий авиации можно судить по наиболее характерному периоду – с 11 августа по 14 сентября 1975 года. Тогда на территорию СССР проникли 11 иностранных АДА с высотой дрейфа 11–14 километров и скоростью до 200 км в час. По каждому нарушителю поднимали от одного до шестнадцати перехватчиков МиГ‑21, Як‑28 П, Ту‑128, МиГ‑19, Су‑15 ТМ. Лётчики применяли управляемые ракеты, неуправляемые реактивные снаряды (НУРСы) и пушечные снаряды. Итоги атак: сбито восемь АДА, у двух отбита подвеска, один не сбит. Средний расход на поверженный аппарат – 1,4 ракеты, 26 НУРСов, 112 пушечных снарядов. АДА оказались крепким орешком.
Причины невысокой эффективности объясняются малой дальностью обнаружения и захвата целей бортовыми РЛС и головками самонаведения (ГСН) авиационных ракет – оболочка АДА радиопрозрачна, сигнал отражается только от подвески. Сыграли роль и ошибки в наведении перехватчиков.
Командный пункт иногда выводил их на шары не со стороны солнца, отчего мог не состояться захват тепловыми ГСН. Некоторые АДА углублялись на территорию СССР до двух тысяч км.
Несостоявшийся перехватчик аэростатов
Для защиты от советских радаров оболочку и подвеску шара разносили по вертикали, уголковый отражатель (для слежения за объектом с помощью
своих РЛС) вывешивали на значительном расстоянии от гондолы, зону ПВО старались проходить ночью.
После всплесков активности (запуск почти трёх тысяч аэростатов в январе-феврале 1956 года и сотен малоразмерных шаров (МРШ) в декабре 1980 – январе 1981 года) вставал вопрос о средствах противодействия.
Требовался перехватчик с бортовой РЛС и пушкой для стрельбы с малых дистанций. Велись работы по созданию самолёта, способного работать
по АДА ночью. Планировалось дооборудовать часть истребителей ПВО регистрирующей аппаратурой для оценки размеров оболочки и состава
подвески. Была доработана часть зенитных ракетных комплексов С‑75 и С‑125. Шли разговоры о создании авиационного комплекса перехвата аэростатов. Многое из задуманного из‑за недостатка финансирования, набиравшей силы конверсии осталось в проектах.
Глобальное «зондирование»
Специалисты Главного штаба, НИИ и Военной академии ПВО получили задачу установить вероятность использования шаров в военных целях. Для этого нужно было знать лётно‑технические характеристики, места и цели запуска. К исследованиям был подключён главкомат Войск ПВО страны.
.jpg)
Исследователей привлекло проводимое США с помощью шаров‑зондов зондирование воздушного пространства для изучения циркуляции воздуха. За передвижением шаров следил спутник «Нимбус‑6». На зонде американцы устанавливали термодатчик для определения высотного хода температур и радиопередатчик для транслирования информации. За 13 лет было запущено две с половиной тысячи шаров.
Открылась тайна аэростатного «хвоста»: на нём крепятся пиропатрон самоликвидации, радиопередатчик, солнечная панель‑пирамидка (такая форма обеспечивала получение энергии при всех углах высоты Солнца) и батарея на 12 часов работы. Просматривалась явная аналогия американских шаров и вторгшихся к нам. За исключением одного – у вторых не было зафиксировано радиоизлучение: либо передатчики не включались, либо их не было вовсе. Тогда зачем шары запускали?
.jpg)
.jpg)
Из радиотехнических подразделений ПВО сообщали: отражённые от целей сигналы на два‑три порядка меньше обычного уровня. Возможно, отражатель конструктивно входил в оболочку. Могло быть и напыление на неё алюминия или другого металла. Это позволяло сделать оболочку частично радиопрозрачной либо отражающей сигнал полностью, а то и избирательной по поляризации.
И всё же, для чего были запущены не сбитые зонды? Первая версия: длительное нахождение шаров в зоне радиотехнических войск привело к активизации радиолокационных узлов и постов, пунктов наведения и управления, аэродромов и узлов связи. Это могло быть использовано для уточнения дислокации, состава, характеристик радиоэлектронных средств.
Аппаратура самолётов‑разведчиков позволяла вести разведку на глубину 300–500 километров. Провели анализ распределения плотности полётов МРШ и самолётов‑разведчиков SR‑71, Е‑3А, RS‑135, патрулировавших побережье Балтийского моря. Совпадений во времени почти не было: шары вторгались преимущественно ночью, разведчики летали с 8 до 18 часов. И спутники типа ЛАСП, «Феррет‑Д» для выявления военных объектов, оперативной и радиоэлектронной разведки были равномерно разнесены по орбите.
Откуда запускались МРШ? Воспользовались упрощённой графоаналитической методикой, обычно применяемой для определения распространения примесей в атмосфере. За исходные данные были взяты координаты и время обнаружения шаров, их высота. Наложив их на фактические данные о поведении атмосферных потоков до и после обнаружения целей, смогли рассчитать предполагаемые траектории. Они с высокой точностью совпадали с действительными.
Теперь можно было с уверенностью пролонгировать их – продолжить в обратном направлении, за пределы границ страны. Пункт запуска мог находиться на пересечении нескольких обратных траекторий – на острове Лоллан в Дании, в районе Балтийских проливов (запуск с кораблей?) и в местечке Кируна в Швеции.
Остров Лоллан входит в систему измерительных пунктов НАТО. Там проводились исследования оптических свойств атмосферы для прогнозирования эффективности применения оптико‑электронных средств в военных целях. А с пункта Кируна уже запускали шары по международным программам. На приложенной к секретным документам карте прочерчено множество трасс. Все они складывались в основном в два направления: из района Северного моря через Берлин и Варшаву на Москву и оттуда же через Копенгаген и Вильнюс.
Наиболее удобное время запуска шаров – утро и вечер. В эти часы нет значительных возмущений в нижних слоях атмосферы. Если это время сопоставить со временем нашествия МРШ, скоростью ветра на высотах обнаружения, то предположительный район запуска находится в 600-700 километрах западнее места обнаружения, то есть в Дании.
Было предложено разработать РЛС для обнаружения целей, движущихся со скоростью ветра, имеющую автоматическую систему съёма координат, способность выделять шары из других целей.
.jpg)
Залетели в Белоруссию12 сентября 1995 года дежурные силы ПВО Белоруссии обнаружили в воздушном пространстве республики, неподалеку от государственной границы, воздушный шар. Неоднократные попытки войти в радиоконтакт с экипажем, облёт шара военным вертолётом для визуального обнаружения пилотов, предупредительные выстрелы ни к чему не привели. В 11 часов 54 минуты в районе аэродрома Осовцы Брестской области летательный аппарат был сбит, два пилота погибли. В этот день целая эскадрилья шаров пересекла границу, одни сели по командам вертолётов, другие сумели уйти обратно. Командование ПВО вынуждено было пойти на крайний шаг – шар мог столкнуться с самолётом…
Экспериментально расстрелять!
Для оценки возможности борьбы с шарами были изготовлены аналоги МРШ. На полигоне часть готовых к «расстрелу» шаров были привязаны к земле, часть пущена в дрейф.
Лётчики ни визуально, ни по прибору цели не видели. Для обнаружения требовалось три‑четыре обзора бортовой РЛС, что при большой скорости истребителя невозможно. Из 28 наведений перехватчиков результативными оказались лишь шесть. Взрыватели пущенных ракет срабатывали в районе цели, но поражение оказалось неэффективным. Немногим лучшей была стрельба из пушек.
Куда эффективнее была стрельба вертолётчиков неуправляемыми реактивными снарядами, трассирующими пулями на скорости полёта 120–130 км/час
и с превышением над целью в сотню метров. Результат мог быть выше, но сказались недостаточная тренированность экипажей, невозможность точно определить расстояние до цели, тряска. Военно‑экономическая оценка эксперимента, исходя из количества вылетов и затраченного боекомплекта, показала: для самолётов счёт идёт на миллионы рублей (по тогдашним ценам), для вертолётов – на тысячи.
Выбор остановили на последних, но пулемёты должны быть на шкворневых установках, для чего необходима бортовая РЛС. Применение зенитных ракетных подразделений, несмотря на уверенное поражение ими целей, посчитали нецелесообразным: дорого, нежелательно психологическое воздействие на население. Более подходит для этих целей войсковая ПВО, например «Шилка». Предлагались и нетрадиционные средства – аэрозольные химические соединения, дырявящие оболочку зонда, огнемёты и даже тралы…
.jpg)
.jpg)
Предтечи Руста
Для чего же запускались шары? Вывод института: в мирное время – для уточнения дислокации, состава средств ПВО, их характеристик, оценка возможностей по обнаружению и сопровождению целей, отражающая поверхность которых сопоставима с той же характеристикой крылатой ракеты. В угрожаемый период – держать в напряжении ПВО противника, отвлекая от основной задачи – уничтожения самолётов и крылатых ракет. Вызвать бесполезный расход ресурса вооружения, снизить бдительность расчётов командных пунктов при оценке воздушной обстановки. В военное время – снизить эффективность группировки ПВО за счёт перенасыщения информационных систем радиотехнических войск.
Возможно и применение под прикрытием МРШ разведывательных и ударных дистанционно пилотируемых летательных аппаратов (ДПЛА, в современной транскрипции БЛА – беспилотные летательные аппараты). Их эффективная отражающая поверхность и скорость сопоставимы с теми же данными шаров.
Когда шло развёртывание крылатых ракет АЛКМ, «Першингов», то по их возможным маршрутам, на их высотах и запускались МРШ – для повышения точности проводки, расчёта постоянно действующей динамической ошибки от ветровых нагрузок.
Резюме учёных выглядело неожиданно: в военное время вести борьбу с МРШ нецелесообразно, так как это означает отвлечение сил от аэродинамических целей – главной опасности. В мирные дни запущенные для прощупывания системы ПВО, её способности адекватно реагировать на вновь создающиеся виды оружия МРШ подлежат уничтожению.
И второй вывод. Если бы были выделены средства на НИОКР и оборудование вертолёта с РЛС и пулемётом, создание радиолокационной станции для
малоскоростных целей, возможно, не было бы и злосчастного Руста. После его «вояжа» выдвигались предложения о создании уже вертолётных эскадрилий.
«Pirog» с начинкой
Вечером 2 сентября 1990 года жители Мурманска и Североморска наблюдали в небе ярко светящийся объект, меняющий свой цвет с ярко‑белого на оранжевый. В бинокль можно было видеть вытянутый по вертикали аэростат. Немного повисев, слабо перемещаясь, на что ушло несколько часов, к утру 3 сентября объект двинулся в южном направлении и скрылся. Чуть позже он был сбит истребителем ПВО.
Это был аэростат типа Pirog, предназначенный для получения информации о физике и химии межзвёздной среды. В подвеске аэростата на стабилизируемой платформе был установлен телескоп Кассегрена с зеркалом 300 мм, спектрометр, охлаждаемый жидким гелием, оптическая система, радиометр, фотоприёмник, цифровая система и приборы дистанционного управления полётом, средства радиосвязи с дальностью свыше 800 км, газоанализатор…
Платформа ориентировалась с помощью газовых двигателей и электромеханического управления. Точность ориентирования обеспечивали датчики положения Солнца и экваториальный астрокомпас. Координаты могли быть определены системой NAVSTAR либо следящим за АДА локатором, они
уточнялись телекамерой для сюжетной привязки.
.jpg)
Послан «присмотреться» к ракетным пускам
Достоверно известно, что почти все исследования в области геофизики имели прикладные аспекты, связанные с созданием новых образцов вооружения. В 1978 году была принята международная конвенция о запрещении военного или любого другого враждебного влияния на природную среду, поэтому многие работы легендировались под исследование атмосферы, солнечно‑земных связей, изучения возможностей восстановления «продырявленного» озонового слоя…
Количество и состав аппаратуры на платформе не исчерпывали этих задач – в подвеске были «лишние» аппараты. В то же время аэростат не нёс
типового набора средств для изучения характеристик атмосферы. Оптико‑электронная аппаратура, аналогичная смонтированной на АДА, раньше использовалась только на пилотируемых орбитальных станциях в военно‑прикладных экспериментах.
В НИИ ПВО пришли к выводу: наиболее вероятно разведывательно‑исследовательское назначение комплекса. АДА, видимо, был послан «присмотреться» и определить оптические характеристики атмосферы в дальней инфракрасной области спектра, в том числе (внимание!) при ракетных пусках на северных полигонах.
Обладая малой скоростью (трудно обнаружить РЛС), он долгое время мог скрытно проводить измерения в районе старта ракет. Его сектор обзора
был ориентирован на полигон и базу РВСН в Плесецке.
Работа, вероятно, проводилась в интересах исследовательских программ СОИ и ВОИ (воздушная оборонная инициатива). Во время работы АДА над водами Атлантики и Баренцева моря на севере страны было запущено в испытательных целях несколько баллистических ракет и ракет‑носителей. Ни в печати, ни на радио и телевидении не сообщалось о целях и задачах эксперимента с АДА, то есть акция держалась в тайне. Даже когда аэростат перенесло через границу, наш МИД не был извещён о каких‑либо действиях по его спасению.
«Ниша» для аэростатов
После того как на Западе принялись активно использовать аэростаты, в 1956 году воздухоплавательная служба была создана и у нас в составе ВВС. Появились научно‑испытательный центр и специальное отдельное КБ. Служба создавала мишенную обстановку при испытании ядерных боеголовок, помогала в изучении прохождения радиоволн при ядерных взрывах. Филиалы центра были созданы в Забайкальском военном округе и Монголии.
В постперестроечной России служба получила статус ниже, чем полагалось бы, учитывая возросший в мире интерес к воздухоплаванию. В 1988 году, после того как один из наших шаров ушёл в Швецию, министр обороны Язов приказал из названия центра изъять слово «научный», сократить штаты. После эту ошибку никто не поправил.
По сей день существуют предложения оснастить дирижабль плоскостями, придать ему форму крыла, использовать винт, как у вертолёта (вертостат), силу нагретого воздуха (термоплан). Но единственное в России подмосковное КБ изготавливало тепловые аэростаты‑монгольфьеры коммерческим фирмам для спорта и рекламы.
Природой для аэростатов отведена «ниша» на высотах от 20–25 километров («потолок» для самолётов) до 50 км. Именно там для ВПС открываются колоссальные возможности. Правда, надо учитывать, что в стратосфере каждые четыре километра высоты увеличивают объём оболочки в два раза. Дело за новыми плёнками для неё и за военными заказами.
.jpg)
Воздух без плавания, или в чьи паруса дует солнечный ветер
Запад не переставал совершенствовать все виды воздухоплавательных средств, учитывая особенности современных военных конфликтов. Компания Lockheed Martin создавала гигантский беспилотный дирижабль ISIS, могущий из стратосферы следить за перемещениями отдельного человека на расстоянии до 300 километров. США планировали разместить 12 таких аппаратов над своей территорией и ещё несколько над зонами боевых действий своей армии. В 2014–2015 годах на вооружение армии США поступил транспортный дирижабль HLV, рассчитанный на перевозку до 40 тонн грузов на расстояние до 360 километров.
США уже больше 20 лет охраняют свою южную границу аэростатами с РЛС на борту. Сегодня многие армии стран НАТО применяют аэростатную технику как платформу для разведывательного и наблюдательного оборудования. Это можно было видеть в Афганистане, Ираке, Ливии.
В России воинские формирования воздухоплавателей насчитывают всего около 600 человек, из них четыре пятых гражданский персонал. Работает Вольский испытательный центр, использующий уникальную трассу длиной в несколько тысяч километров. Есть база и в Камчатской области.
В период перехода Вооружённых сил к сердюковскому «новому облику» воздухоплавательная служба была сокращена в полном составе. Был потерян единственный руководящий и координирующий орган и без того скудной структуры. Разорвана связь с научными центрами страны, оперативная работа с промышленностью, военными органами управления. До последнего времени курировал российское военное воздухоплавание один офицер в штабе ВВС (ныне ВКС). Кажется, настало время эту службу реанимировать.
Долгопрудненское КБ, специализирующееся на тематике воздухоплавания, давно заявляло, что способно разработать для космических аппаратов специальный парус, использующий энергию солнечного ветра. К сожалению, дует он не в наши паруса.
.jpg)
Аэростат – летательный аппарат, использующий подъёмную силу заключённого в газонепроницаемую оболочку подъёмного газа (водород, гелий, тёплый воздух), имеющего плотность меньшую, чем плотность атмосферного воздуха. На аэростат у поверхности земли (в плотных слоях воздуха) действует выталкивающая (архимедова) сила так же, как на погружённый в воду шарик от пинг-понга.
4027 
