Главная Pentagonus Регистрация

Вход




Приветствую Вас Гость | RSS Пятница, 18.08.2017, 15:21
Ключевые слова
артустановка, AGS, Ю. Соловьёв

Ключевой партнёр
Академия военных наук РФ
Академия военных наук РФ

Категории каталога
ВМС общие вопросы [156]
Флот [148]
Авиация [88]
Морская пехота [78]
Уставы и руководства [7]
вооружение [88]
снаряжение [18]
Боевые операции [33]
Структура и организация [111]
Стратегия и тактика [75]
Техническое обеспечение [100]
История [24]
ТТХ [12]
НИОКР [90]

Поиск


Наш опрос
The military tattoo
Всего ответов: 169
Статистика

Rambler's Top100

Онлайн всего: 6
Гостей: 6
Пользователей: 0

Top secret


Translate.Ru PROMT©
Главная » Статьи » ВМС » вооружение

Разработка в США корабельных артиллерийских систем крупного калибра (2017)

Разработка в США корабельных артиллерийских систем крупного калибра

Капитан 3 ранга Ю. Соловьёв

Командование ВМС ведущих зарубежных стран рассматривает артиллерийское оружие как важный компонент огневых средств надводных кораблей (НК), обеспечивающих решение как наступательных, так и оборонительных задач в различных боевых ситуациях. Корабельная артиллерия отличается высокой готовностью к применению, скорострельностью, а при использовании управляемых артиллерийских снарядов (УАС) повышенной точностью стрельбы. Кроме того, имеется возможность вести длительный массированный огонь по различным наземным, воздушным и морским целям в разное время суток в любых метеоусловиях, оперативно реагировать на возникающие угрозы. Таким образом, артиллерия является наиболее универсальным видом оружия, в значительной степени определяющим эффективность операций, в которых участвуют НК.

Долгое время корабельные артиллерийские системы крупного калибра в США и других ведущих зарубежных странах рассматривались как основное средство поражения морских и береговых целей. Однако после Второй мировой войны акценты резко изменились. Анализ опыта боевых действий показал, что значительный урон корабельному составу американских ВМС нанесла авиация. Кроме того, из-за сравнительно малой дальности и точности стрельбы за время войны корабельной артиллерией крупного калибра было потоплено только девять НК противника.

В связи с этим основное внимание при развитии морского оружия в послевоенный период было уделено совершенствованию систем ПВО. С появлением в 50-х годах XX века ракетного оружия, отличавшегося большей дальностью и точностью стрельбы, роль артиллерии резко снизилась. Новые НК стали оснащать исключительно им. На модернизируемых кораблях либо полностью заменили артиллерийские установки (АУ) ракетными комплексами (так называемая двухконцевая - Double-Ended -концепция размещения оружия), либо ограничились кормовыми (одноконцевая - Single-Ended - концепция). Вместо демонтированных АУ, как правило, устанавливались зенитные ракетные комплексы (ЗРК).

Доля боевых потерь корабельного состава ВМС США в зависимости от средств поражения

Необходимо отметить, что в процессе дальнейших испытаний была выявлена низкая эффективность применения ЗРК (в частности, комплекса "Талое") по малоразмерным быстроходным целям, после чего 127-мм АУ были частично возвращены на корабли.

Преимущественная ориентированность вооружения боевых кораблей на решение задач противовоздушной и противолодочной обороны привела к тому, что линкоры, артиллерийские крейсера и корабли других классов стали выводиться из боевого состава флота. Даже положительный опыт применения артсистем в войнах в Корее и Вьетнаме, когда крупнокалиберная артиллерия линкоров доказала высокую эффективность при стрельбе по береговым целям, не был учтен.

Кроме того, с принятием на вооружение ВМС ракет классов "корабль - берег" и "корабль - корабль", артиллерию стали применять только тогда, когда использование первых считалось нецелесообразным (поражение торговых и вспомогательных судов, предотвращение прорыва морской блокады и т. п.). а также для обстрела побережья при отсутствии активного противодействия со стороны противника.

С выводом из состава американских ВМС последнего линейного корабля типа "Айова" артиллерийских систем крупного калибра на вооружении не осталось, а незначительное количество сохранившихся АУ среднего калибра имело сравнительно небольшую дальность стрельбы и малое поражающее действие у цели.

В современной геополитической обстановке, обусловившей переориентирование ВМС с ведения боевых действий преимущественно на океанских ТВД на проведение операций, как правило в прибрежных районах, роль корабельной артиллерии в качестве одного из основных средств поражения различных целей значительно возросла. Новые принципы ведения боевых действий обусловили необходимость их поражения не только непосредственно в прибрежной полосе, но и на значительном удалении от берега как во время захвата десантом плацдарма для высадки, так и в ходе проведения операций морской пехоты в прибрежной зоне.

С учетом этого корабельная артиллерия призвана обеспечить подавление и уничтожение стационарных и мобильных наземных целей в месте десантирования, ведя огонь из района дислокации десантного соединения на этапе развертывания десантно-высадочных средств, который удален от берега на расстояние не менее 45 км ("загоризонтная" высадка десантов МП).

В соответствии с существующими требованиями дальность стрельбы корабельной артиллерии должна составлять 115-180 км, а в перспективе - 370 км. В настоящее время имеющиеся на вооружении американских ВМС артиллерийские комплексы не могут в полной мере обеспечить необходимую огневую поддержку наземным силам на приморских ТВД. Так, дальность стрельбы 127-мм АУ Мк 45 мод. 4 (на вооружении с 2001 года) не более 23 км. Поэтому для нанесения ударов по береговым целям, находящимся на большем удалении, используются крылатые ракеты морского базирования "Томахок" различных модификаций или палубная авиация, что с учетом соотношения "стоимость/эффективность" весьма нерационально.

Совершенствование имеющихся и создание новых арткомплексов планируется осуществлять за счет внедрения передовых технологий, что позволит иметь орудия с увеличенной дульной энергией, обеспечивающей необходимые начальную скорость снарядов и дальность стрельбы, а также высокоэффективные боеприпасы для поражения всего спектра возможных целей.

Для увеличения дальности стрельбы корабельных арткомплексов, а также для повышения уровня унификации с аналогичными комплексами СВ ведутся исследования по созданию 155-мм АК для НК. Необходимо отметить, что интерес к созданию корабельных артиллерийских систем крупного калибра проявляет ряд стран, среди которых США, Великобритания, Франция и Германия.

В отличие от европейских государств, которые прежде всего по финансовым соображениям проводят работы в направлении адаптации башен самоходных гаубиц или их стволов для установки на корабли ВМС, в Соединенных Штатах фирмой "Юнайтед дефенс" разработан корабельный 155-мм артиллерийский комплекс, состоящий из двух автоматических башенных АУ Мк 51 (AGS, Advanced Gun System) с малой эффективной поверхностью рассеяния, автоматизированного погреба, а также семейства боеприпасов для стрельбы по наземным и морским целям. Дульная энергия пушки с длиной ствола 62 клб оценивается в 35-36 МДж. Проектная скорострельность артустановки 12 выстр./мин. Управление стрельбой осуществляется из центрального командного пункта.

Автоматизированный погреб АУ AGS оборудован роботизированными устройствами, осуществляющими приемку боеприпасов и их размещение на соответствующих стеллажах, подачу необходимых выстрелов в механизмы заряжания пушки и их приемку при разряжании.

Идентификация типа и вида боеприпаса производится путем считывания информации с голографических или штриховых кодов, нанесенных на поверхности пеналов с соответствующими снарядами и зарядами, датчиками роботизированных механизмов погрузки боеприпасов и их перемещения внутри погреба.

Все эти операции, а также контроль и управление боевой работой АК будут выполняться с помощью единой компьютеризированной системы с разветвленной сетью линий связи, электронных, оптических и других датчиков.

В настоящее время для AGS разрабатывается два типа боеприпасов:
- 155-мм активно-реактивный снаряд (АРС) ЕХ-192 LRLAP (Long Range Land Attack Projectile), предназначенный для стрельбы по береговым целям (расчетная дальность стрельбы 140-180 км).
- 155-мм УАС ASuWP ( Anti-Surface Warfare Projectile), предназначенный для поражения надводных целей (дальность стрельбы 55 км). Конструктивно этот боеприпас будет отличаться от LRLAP отсутствием ракетного двигателя.

На цель снаряды будут наводиться с помощью системы наведения и управления, в которую войдут приемник сигналов КРНС "Навстар" и блок инерциальных датчиков на основе мйкроэлектромеханических систем.

АУ AGS устанавливается на трех ЭМ УРО типа "Зумвольт", первый из которых вошел в боевой состав в 2016 году. Кроме того, в настоящее время в связи с проблемами в создании АРС с большой дальностью стрельбы прорабатывается вариант облегченной установки, получившей обозначение AGS-L (Advanced Gun System - Lite). Необходимость создания такой версии обусловлена тем, что AGS проектировалась для корабля, который в 1,5 раза больше, чем серийные ЭМ УРО типа "О. Бёрк".

В отличие от комплекса AGS облегченный AGS-L будет полуавтоматическим. При разработке его башни технологии снижения заметности используются лишь частично, а также отсутствуют щитки, закрывающие ствол в положении "по-походному". Элеватор подачи боезапаса имеет фиксированную длину, и в отличие от телескопического AGS, предназначенного для обслуживания двухъярусных паллет со снарядами и метательными зарядами, число исполнительных механизмов уменьшено с 11 до пяти.

Пока судьба артиллерийских установок AGS и AGS-L остается неопределенной. Основная причина, сдерживающая их размещение на кораблях, - увеличенные по сравнению с существующими образцами массогабаритные характеристики.

Примененные конструктивно-схемные решения обеспечили снижение массы комплекса (без боезапаса) с 90 (AGS) до 51т (AGS-L), что все же гораздо больше, чем у состоящих на вооружении АУ среднего калибра (25 т у Мк 45 мод. 4). Кроме того, значительная высота требуемого подбашенного пространства не позволяет устанавливать новую АУ на строящиеся ЭМ УРО типа "О. Бёрк" без существенных изменений конфигурации их носовой части.

При этом высокая стоимость боеприпасов также создает дополнительные сложности по дальнейшему использованию новой артустановки на кораблях (стоимость АРС LRLAP вместе с метательным зарядом составляет более 500 тыс. долларов в ценах 2016 года, что сравнимо с управляемыми ракетами). В случае успешных испытаний АУ AGS на ЭМ УРО "Зумвольт" в морских условиях может быть принято решение о размещении ее модификации (AGS-L) на ЭМ УРО типа "О. Бёрк" нового поколения.

Для эффективного уничтожения критичных по времени мобильных целей, а также высокозащищенных стационарных объектов в перспективе корабельные артиллерийские системы должны будут иметь дальность стрельбы до 370 км и начальную скорость снаряда не менее 2 500 м/с. Чтобы достичь таких показателей, наряду с развитием традиционных видов оружия большое внимание уделяется созданию оружия на новых физических принципах.

Схема размещения узлов 15 5-мм артиллерийской установки AGS
Автоматизированный погреб АУ AGS
Пенал для хранения боеприпасов
Схемы размещения подсистем АРС ЕХ-192 LRLAP
Схема возможного размещения AYAGS-L на ЭМ УРО типа "О. Бёрк"
Отличительные особенности артустановок AGS и AGS-L

В настоящее время активно разрабатываются электродинамические ускорители массы, или электромагнитные пушки (ЭМП). Несмотря на то что существуют различные их технические компоновки, где реализованы новые физические принципы, на сегодняшний день наибольшее распространение получили коаксиальные электромагнитные и рельсовые электромагнитные пушки.

Электромагнитный способ приведения снаряда в движение был предложен еще в начале XIX века. В то время исследования велись в направлении создания коаксиальной ЭМП, или, как ее еще называют, пушки Гауса. Профессор Кристиан Беркеленд в период с 1901 по 1903 год за изобретения в данной области получил три патента.

НИР в сфере создания рельсовой ЭМП начались значительно позже. Ее изобретатель - француз Андрэ Луи-Октав Фошон Виепле в 1920 году был удостоен трех патентов. Однако уровень развития техники, прежде всего средств накопления электрической энергии, не позволял тогда создать подобное оружие.

Дальнейшие исследования показали, что коаксиальные электромагнитные пушки с большой дальностью стрельбы будут иметь соответствующий ствол, а рельсовые потребуют значительных энергетических затрат. В результате предпочтение отдали последним.

Однако из-за технических издержек вновь не удалось реализовать замысел на практике. Прежде всего это было связано с высокими тактико-техническими требованиями (ТТТ), предъявляемыми к новому типу оружия.

Достижения в таких областях, как конструкционные материалы, энергетика, электроника и ряде других, позволяют в настоящее время приблизиться к реализации желаемых ТТХ.

Так, в США в рамках научно-технической программы МО проводятся НИОКР по созданию корабельной рельсовой ЭМП. Исследования в данной сфере предполагают разработку с последующими испытаниями компонентов пусковой системы (ствола) и боеприпаса, создание модуля накопителей энергии, а также интеграцию системы с корабельной энергетической установкой нового поколения.

Разработкой компонентов пусковой системы занимается фирма "БАэ системз". Общее руководство осуществляет управление военно-морских исследований США в рамках реализации программы создания рельсовой электромагнитной пушки. На данный момент произведено около тысячи выстрелов.

В процессе испытаний ЭМП были проверены различные конфигурации ствола и конструкции рельсов. При этом проводились и испытания сплавов, из которых отлиты различные элементы пушки. В ходе последних стрельб была достигнута энергия выстрела 33 МДж.

Основной проблемой, которую разработчики так и не смогли решить, является низкая живучесть ствола. Она обусловлена тем, что для придания снаряду скорости 2,5 км/с требуется большая энергия выстрела. Это вызывает сильный нагрев ствола и деформацию рельсов.

Кроме того, как показали результаты исследований, в зависимости от материалов рельса и якоря-перемычки на скорости в пределах 1-1,2 км/с происходит нарушение контакта между ними с последующими электродуговой эрозией и разрушением рельса.

Таким образом, существующие технологии позволяют создать метательную систему для рельсовой ЭМП с необходимой скоростью снаряда, но живучесть ствола будет не более трех-четырех выстрелов, что не соответствует ТТТ.

В связи с этим в настоящее время проводятся исследования, направленные на создание материалов и сплавов, стойких к подобным нагрузкам.

На нынешнем этапе развития технологий возможно применение ЭМП для поражения воздушных и надводных целей в качестве альтернативы существующим артиллерийским комплексам среднего и малого калибра, а также противокорабельным ракетам (ПКР). Для решения этих задач не требуется столь высокая начальная скорость полета снаряда,
снижающая живучесть ствола, тем более что она будет даже значительно выше, чем у состоящих на вооружении арткомплексов среднего и малого калибров, и прежде всего противокорабельных ракет (для сравнения скорость полета ПКР "Гарпун" составляет 0,28 км/с).

Опытный образец стволов рельсовой ЭМП, созданный компанией "БАэ системз", установлен на быстроходном судне обеспечения десантных операций "Трентон" (типа "Спирхэд") для проведения испытаний в морских условиях.

Разработкой боеприпасов для рельсовой ЭМП в рамках программы "Гиперскоростной снаряд" (HVP - Hipervelocity Projectile) занимается фирма "Боинг". Ожидается, что это будут управляемые снаряды с высокими точностью и поражающим действием у цели. Поражение и разрушение ими цели будут происходить не за счет использования обычных взрывчатых веществ, а за счет высокой кинетической энергии самого снаряда. Ожидается, что по эффективности действия такие боеприпасы будут превосходить обычные, особенно при поражении укрепленных объектов, которые могут противостоять даже ракетным ударам.

Тактико-технические требования, предъявляемые к электромагнитной пушке

Длина ствола, м 10-12
Максимальная скорострельность, выстр./мин 6-12
Максимальная дальность стрельбы, км 370
Масса снаряда, кг 15
Масса снаряженного боеприпаса, кг 20
Начальная скорость снаряда, м/с 2500
Максимальное ускорение, g 38 000-45 000
Требуемая мощность, МВт 15-30
Энергии выстрела, МДж 63
Кинетическая энергия снаряда у цели, МДж 17

В настоящее время стрельба ведется экспериментальными боеприпасами, масса которых не превышает 3,4 кг. В дальнейшем планируется постепенное ее увеличение до требуемых 15 кг. Для стрельбы по групповым или площадным целям намечается разработать разделяющийся снаряд, начиненный боевыми элементами различной массы. Как ожидается, масса снаряжения боеприпаса составит 5,6 кг, а общая будет достигать 20 кг.

Сейчас ведутся исследования по созданию миниатюрной системы наведения, которая обеспечит коррекцию полета снаряда по данным космической радионавигационной системы "Навстар". Ее особенностью станет повышенная стойкость к перегрузкам и воздействию электромагнитных полей.

При проведении работ по созданию рельсовой электромагнитной пушки особое внимание уделяется разработке модуля накопителей энергии, который должен обеспечивать ее импульсной электроэнергией мощностью в десятки гигаватт во время выстрела снаряда (обычно это около 10 мс). При этом накопители энергии для ЭМП должны обеспечить скорострельность до 12 выстр./мин.

В настоящее время рассматриваются несколько типов накопителей энергии, среди которых конденсаторы большой емкости (суперконденсаторы), импульсные генераторы переменного тока, а также совместно используемые индукционные катушки и аккумуляторные батареи (АБ). Каждый тип имеет свои достоинства и недостатки, поэтому в настоящее время нет окончательного решения, какому из них отдать предпочтение.

Конденсаторы имеют самую высокую плотность энергии среди других накопителей энергии. Например, у широко применяемых в промышленности образцов она свыше 2,5 МДж/м3. Кроме того, конденсаторы могут выдавать всю или часть запасенной энергии в самые короткие сроки. Однако в случае непредвиденного пробоя мгновенное выделение всей имеющейся энергии будет сравнимо со взрывом. Работы, проводимые в области совершенствования конденсаторов, направлены на повышение их емкости путем внедрения новых технологий, материалов и конструкций.

В частности, зарубежные специалисты занимаются исследованиями в области полимерных и композиционных материалов, которые предполагается использовать при производстве диэлектрической пленки для систем конденсаторов большой импульсной мощности. Кроме того, разрабатываются комбинированные многослойные стеклокерамические конденсаторы большой емкости для эксплуатации в условиях высоких температур.

Генераторы переменного тока обладают большой надежностью и обеспечивают высокую плотность энергии. Они могут работать в фазных режимах энергопотребления, когда стрельба ведется снарядами разной массы и на различные дальности в зависимости от решаемых задач. Однако в импульсных генераторах
накопленная энергия выделяется инерционно. Прежде чем сделать следующий выстрел, она должна быть восполнена за счет раскручивания ротора машины до номинальной скорости с помощью электродвигателей.

С целью снижения воздействия крутящего момента реактивных сил, а также оптимизации массогабаритных характеристик генераторы переменного тока планируется монтировать парами с противоположным направлением вращения.

Аккумуляторные батареи не могут обеспечить необходимую для ЭМП мощность. Поэтому первые опытные образцы рельсовых пушек успешно применялись, используя АКБ для заряда индуктивной цепи (одна или несколько больших катушек индуктивности), которая затем разряжалась, обеспечивая рельсовой ЭМП требуемый заряд энергии.

Достоинством данной системы являются ее малые размеры, более низкое, чем у конденсаторов напряжение, а также отсутствие вращающихся узлов. Однако для подачи нужного импульса требуется специальный коммутатор, пропускающий ток к пушке, разработка которого ведется сейчас.

Интеграция системы с корабельной энергетической установкой (КЭУ) нового поколения. До настоящего времени не было возможности установить рельсовую ЭМП на надводные корабли. Это обусловливалось малой мощностью корабельной электроэнергетической системы (у ЭЭС современных НК ВМС США она составляет 8-10 МВт). Внедрение КЭУ нового поколения - объединенной электроэнергетической системы (ОЭЭС) - создает предпосылку для установки ЭМП на перспективных НК.

ОЭЭС предусматривает глубокую интеграцию составных частей КЭУ (главной энергетической установки и электроэнергетической системы) в единую систему с централизованным управлением и контролем. Ее ядром будет зональная ЭЭС корабля, вырабатывающая и распределяющая электроэнергию как на его системы и механизмы, так и на гребные электродвигатели, обеспечивающие ему ход.

Иными словами, разрабатываемая ОЭЭС использует общий первичный источник энергии для выработки электроэнергии с целью обеспечения движения и электроснабжения всех корабельных потребителей - от систем оружия до систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

ОЭЭС нового поколения предполагает гибкую систему распределения электроэнергии в зависимости от тактической обстановки. Например, в редких случаях, когда корабль развивает полный ход, большая часть электроэнергии будет расходоваться гребными электродвигателями. На частичных нагрузках при низких скоростях хода модули генераторов будут вырабатывать избыточную электроэнергию, что обеспечит возможность использования новых энергоемких систем вооружения, в том числе ЭМП.

Принятие на вооружение рельсовой ЭМП может существенно повлиять на компоновку и внешний вид кораблей ВМС, так как ее "боеприпасы" не требуют специально разработанных взрывозащищенных артпогребов. При этом компоновка новой пушки предполагает значительно меньшие опорную поверхность и физические обводы, чем обычное артиллерийское вооружение равного калибра, что облегчает ее установку практически на любой корабль.

Кроме того, значительно снизятся эксплуатационные расходы, так как стоимость боеприпаса и самой пушки значительно ниже, чем у ракет, реактивных снарядов, обычных корабельных артбоеприпасов и орудий.

Несмотря на масштабность проекта, будущее корабельной рельсовой ЭМП окончательно не определено. Согласно первоначальным планам в 2011 году должны были разработать ее экспериментальный образец, обладающий энергией выстрела 32 МДж и живучестью 100 выстр. Принятие же на вооружение боевой рельсовой электромагнитной пушки ожидается не ранее 2025-го.

В настоящее время работы по созданию ствола для рельсовой ЭМП с требуемой живучестью продолжаются. Согласно кораблестроительной программе США всего будет построено три ЭМ УРО типа "Зумвольт", каждый из которых должен быть вооружен двумя 155-мм АУ AGS. Наличие на этих кораблях ОЭЭС мощностью 80 МВт достаточно для обеспечения необходимой энергией (64 МДж) стрельбы из электромагнитной пушки с требуемой скорострельностью. Вполне вероятно, что в перспективе для проведения морских испытаний рельсовой ЭМП будет выбран один из указанных кораблей, где она заменит АУ AGS.

В случае успешного решения вопроса о создании ЭМП принятие ее на вооружение ожидается не ранее 2030 года, когда возникнет необходимость строительства эсминца нового поколения для замены ЭМ УРО типа "О. Бёрк" мод. 2 и 2А.

Таким образом, создание корабельной артиллерии крупного калибра вызвано переориентацией ВМС США с ведения боевых действий преимущественно на океанских ТВД на проведение операций главным образом в прибрежных районах в ходе локальных конфликтов, а также необходимостью разработки высокоточных артиллерийских боеприпасов с большой дальностью стрельбы.

Имеющиеся образцы корабельных артиллерийских систем крупного калибра с традиционными принципами метания заряда могут быть установлены только на кораблях с большим водоизмещением, что в сочетании с значительной стоимостью боезапаса ограничивает применение данного вида оружия. Современный уровень развития технологий не позволяет значительно снизить данные показатели.

В качестве альтернативы в настоящее время рассматриваются электромагнитные пушки. Данный вид оружия при большей дальности стрельбы и меньшей стоимости боезапаса, как ожидается, будет иметь меньшую общую массу. Однако для применения ЭМП потребуется наличие на корабле электроэнергетической системы большой мощности. В случае успешного завершения работ по созданию ЭМП принятие ее на вооружение стоит ожидать не ранее 2030 года, когда может возникнуть необходимость постройки ЭМ УРО нового поколения для замены кораблей типа "О. Бёрк" мод. 2 и 2А.

Зарубежное военное обозрение. 2017, №7 С. 71-82

Категория: вооружение | Добавил: pentagonus (13.08.2017) | Автор: Капитан 3 ранга Ю. Соловьёв

Просмотров: 147 | Рейтинг: 0.0/0 |
Всего комментариев: 0

avatar


Copyright MyCorp © 2017

Рейтинг Военных Ресурсов