Техника и вооружение 2012 03 - Коллектив авторов (электронная книга .TXT) 📗
Первые описания будущей противоспутниковой системы появились в конце 1970-х гг. Как и в начале работ над HIT, они были преисполнены оптимизма. «Нью-Йорк Таймс», например, отмечала: «Под фюзеляжем F-15 подвешена длинная тонкая ракета весом в полтонны. Двигаясь со скоростью, в 2 раза превышающую звуковую, истребитель поднимается почти по вертикали вверх до высоты более 30 тыс. м, а затем по команде пилот выстреливает ракету и вводит самолет в вираж. С помощью своего двигателя ракета пролетает 50 миль, затем двигатель выключается, в то время как полезный груз, размером с небольшую коробку, отделяется от ракеты и после колебания, продолжающегося какую-то долю секунды, меняет направление. Менее чем через минуту он врезается во вражеский спутник».
Впрочем, противоспутниковая ракета со стартовой массой в 500 кг никак не получалась даже по расчетам, тем более, что создавалась она на основе уже имеющихся элементов. Предложенная двухступенчатая ракета была не в состоянии догнать двигающийся по орбите спутник, поэтому его перехват мог выполняться только при атаке навстречу. Также ракету требовалось запускать в орбитальную проекцию цели, а траекторию ее движения следовало выбирать такой, чтобы получить оптимальные размеры области зрения ИК-датчика, т.е. угол между траекторией боевой ступени и траекторией спутника-цели должен быть как можно меньше.
В целом, создание подобной ракеты, имеющей относительно небольшие размеры и массу, вызвало ряд проблем, связанных с миниатюризацией ее систем и элементов. При этом вариантов разгонных ступеней ракеты, подходящих ей по энергетике, размерам и массе, оказалось не так уж и много.
В конечном счете, разработчики решили использовать в качестве ее первой ступени РДТТ авиационной ракеты класса «воздух-земля» SRAM-A (AGM-69A), которая находилась на вооружении с 1972 г. Эта двигательная установка, имевшая обозначение SR-75-LP-1, была создана фирмой Lockheed Propulsion и представляла собой РДТТ диаметром 447 мм и длиной 2,54 м. Развиваемая им тяга составляла около 40 кН и он был способен работать в температурном диапазоне от -54 до 63'С. Особенностью данного РДТТ была возможность двукратного включения, которая обеспечивалась его двухсекционным зарядом массой 454 кг, разделенным бронировкой. При этом включения могли осуществляться либо друг задругам, либо с интервалом от 1,5 до 80 с и продолжались по 14 с.
Для использования в составе ASAT этому РДТТ потребовалась доработка, которую выполнила фирма Boeing. Она состояла в установке в его хвостовой части оперения из пяти аэродинамических поверхностей. Две из них были закреплены неподвижно, а три являлись рулями управления.
Компоновка ракеты ASAT.
Схема перехвата спутника ракетой ASAT.
Сборка ракет SRAM.
Фирма Boeing также создала оборудование для доработанного MacDonnel-Douglas самолета-носителя и для экспериментального центра управления полетами РМОС (Prototype Missions Operations Center), функционировавшего в составе системы Объединенного командования аэрокосмической обороны Северной Америки (НОРАД). В дальнейшем управление ASAT предполагалось вести с комплекса Стратегического авиационного командования в горе Шайен.
В свою очередь, вторая ступень ракеты была спроектирована фирмой LTV на основе РДТТ «Altair-З» (FW-4S фирмы Thiocol), развивавшего в течение 27 с среднюю тягу 27,4 кН. Исходный вариант этого двигателя имел диаметр 0,5 м, массу около 300 кг и являлся четвертой ступенью легкой ракеты-носителя «Scout». В этом случае переделки оказались более значительными, поскольку в исходном варианте стабилизация ступени «Scout» осуществлялась за счет вращения с угловой скоростью около 3 об./с. Для применения в составе ASAT «Altair-З» оснастили реактивной системой управления по трем осям, созданной на основе ЖРД, работающих на гидразине. Конструкцию «Altair-З» в составе ASAT также усилилили, чтобы позволить ему выдержать полет в горизонтальном положении самолета-носителя в течение часа перед возможным запуском.
В итоге, расчетная стартовая масса ракеты составила 1194 кг, а длина-5,4 м. При этом первая ступень ракеты могла выводить ее на высоту 160 км, а вторая – выводить полезную нагрузку на высоту 460 км и более.
В качестве «полезной нагрузки» ракеты предназначалась боевая ступень MHV (Miniature Homing Vehicle – миниатюрный аппарат прямого попадания), которая по компоновке и конструкции была аналогична HIT, но имела большие размеры (диаметр – 0,305 м, длина – 0,51 м) и массу в снаряженном виде (около 16 кг). Макет этой боевой ступени был впервые продемонстрирован в марте 1979 г. на заседании сенатского подкомитета по военным ассигнованиям.
В разработке отдельных элементов MHV вместе с LTV участвовали фирмы Hughes (оптические датчики подсистемы наведения), Zinger Kirfot (подсистема наведения) и Harris (бортовые вычислительные средства). В состав MHV также входили сложенный Грегорианский телескоп, сосуд Дюара с жидким гелием для охлаждения ГСН, приемоответчик С-диапазона, лазерный кольцевой гироскоп фирмы Honeywell для определения скорости вращения аппарата, двигательная установка маневрирования и ориентации. Все подсистемы были выполнены предельно легкими и миниатюрными. Так, БЦВМ, обладавшая быстродействием 24 кбит/с, весила всего 0,36 кг.
Боевая ступень MHV устанавливалась в составе ракеты на опорном устройстве, обеспечивающем перед отделением приведение ее во вращение со скоростью до 30-33 об./с для стабилизации и наведения на цель.
Основу ИК-датчика MHV составляли «линейки», изготовленные на основе висмута индия, охлаждавшегося перед началом работы до 4 К. Этот датчик, изготовленный фирмой Hughes, включал в себя четыре линейки, располагавшиеся в виде квадрата, и четыре линейки – в виде спиральных кривых. С их помощью можно было определять относительное местоположение перехватываемого спутника по измерениям времени пересечения линеек его образом. В то же время MHV не располагала какой-либо информацией о своем местоположении, о скорости своего движения и расстоянии до цели. Логика работы и наведения на цель MHV заключалась в сведении к нулю любых изменений ее линии визирования на цель путем включения двигателей управления, и это должно было происходить даже в том случае, если бы боевая ступень удалялась от атакуемой цели. Естественно, что при использовании подобной схемы наведения даже незначительная ошибка в координатах и времени запуска ракеты делала перехват невозможным.
В качестве исполнительных органов системы управления были использованы микро-РДТТ управления и ориентации, созданные фирмой Atlantic Research. Каждый двигатель управления состоял из двух заполненных топливом тонкостенных цилиндрических трубок общей длиной 0,508 м и диаметром 12,7 мм, а также расположенного между ними сопла. Время работы каждого из этих двигателей составляло порядка 0,01 с, при этом развиваемое давление достигало 70 мПа.
Вторая ступень ракеты ASAT.
Сборка ИК-датчика боевой ступени MHV.
Компоновка боевой ступени MHV.
Подготовка к испытанию двигательной установки боевой ступени.
Создание этих двигателей оказалось достаточно сложной задачей, поскольку их разработчикам наряду с традиционными проблемами потребовалось найти решение проблемы минимизации ИК-загрязнений, возникающих при их работе. Это было связано с высокой чувствительностью ИК-датчика, установленного на MHV, который мог реагировать на оказывавшиеся в его поле зрения микроскопические частицы догоравшего твердого топлива. Решение этой проблемы было найдено благодаря разработке специального быстрогорящего топлива.
