Поисково-прицельная система 2КН-К

Поисково-прицельная система 2КН-К

Поисково-прицельная система, в отличие от системы «Беркут», предназначалась для обнаружения шумов ПЛ не только в звуковом, но и инфразвуковом диапазоне частот. Разработчикам системы «Коршун» пришлось встретиться с огромными затруднениями, поскольку им пришлось фактически создавать все заново.

В связи с другими бортовыми устройствами система обеспечивает обнаружение ПЛ в любом положении, слежение за ними, расчет данных и применение средств поиска и поражения, автоматический обмен информацией между самолетами и командными пунктами, автоматическое (полуавтоматическое! управление самолетом при решении навигационных и тактических задач.

Поисково-прицельная система 2КН-К включает бортовую аппаратуру, размещенную на самолете постоянно, сбрасываемые буи и малогабаритные авиационные бомбы ВИЗ для получения информации о подводной обстановке и наземную контрольно-проверочную аппаратуру. Она связана с магнитометром ММС-106, аппаратурой определения скорости звука в водной среде «Нерчинск».

В состав бортового оборудования 2КН-К входит несколько подсистем: радиолокационная (РЛП), радиогидроакустическая (РГП), вычислительная (ВВП), отображения тактической обстановки (ПОТО), автоматического радиокомпаса и пульты управления.

Радиолокационная подсистема представлена РЛС кругового и бокового обзора. Станция излучает два вида импульсов: зондирующие и кодированные. Последний вид излучений используется для запроса маяков-ответчиков буев.

Для улучшения качества изображения и облегчения селекции цели на РЛС предусмотрена возможность изменения формы луча антенны, его поляризации, быстрая перестройка частоты от импульса к импульсу.

Дальность обнаружения выдвижных устройств ПЛ с помощью РЛС в благоприятных условиях достигала 20 – 25 км, дальность связи с буями по каналу МО – 25 – 30 км.

Радиогидроакустическая подсистема «Кайра-П» (КР-П) обеспечивает прием, индикацию (визуальную и слуховую) и обработку информации о цели, передаваемую буями, аппаратурой «Нерчинск», выдачу данных в ПОТО и ВВП, управление излучением буев РГБ-55А.

Аппаратура КР-П состоит из двух полукомплектов, обслуживаемых двумя операторами. Каждый имеет по два индикатора телевизионного типа КР-4. На одном отображается и анализируется информация от четырех буев, на второй по желанию оператора могут выводиться данные с экрана ПОТО или с соседнего рабочего места оператора.

Изображения на индикаторах зависят от типа используемых буев и режима работы (автоматический, ручной).

Если при работе в автоматическом режиме связи с буями нет, то на КР-4 формируются 24 шумовых квадрата; если есть сигнал несущей частоты от РГБ, то в соответствующем квадрате появляется горизонтальная линия; при наличии сигнала «Цель» перпендикулярно горизонтальной линии формируется вертикальный вектор.

Обтекатель бортовой РЛС

Сигналы, принятые от буев, после предварительной обработки и преобразования поступают в процессор для энергетической обработки или спектрального анализа с целью выявления дискретных составляющих, свидетельствующих о наличии объекта поиска. JL При энергетической обработке определяется мощность сигналов от буев, а на экране отображается «кривая прохода» или отметка от цели. При втором виде обработки сигнал проходит через фильтры с полосой пропускания 0- 15, 0 – 30, 0 – 60 Гц. В процессоре он разлагается на спектральные составляющие, с тем чтобы оценить мощность каждой из них. Развертка в этом случае состоит из 60 дискретов по каждому каналу. Процессор работает совместно с оперативным запоминающим устройством. Предусматривалась возможность автоматического принятия решения о наличии цели сравнением амплитуды спектральной составляющей с заранее установленным значением.

Результаты обработки сигналов в виде спектрограмм, характеризующих выявленные буями шумы, эхограмм, дающих представление о месте ПЛ, и осциллограмм, показывающих изменение уровня гидроакустических сигналов и пеленга цели за определенное время, из оперативного запоминающего устройства поступают на отображение на экран КР-4.

Вверху: пассивные направленные буи РГБ-75 и РГБ-15 системы «Коршун»; внизу – пассивный направленный буй РГБ-25 системы «Коршун»

Таким образом, операторы имеют наглядное представление о результатах обработки информации, полученной от буев, и возможность принимать решение об обнаружении цели, наблюдая ее характерные признаки, а используя визиры, определить координаты и элементы движения.

Связь с буями обеспечивается по 56 частотам связи, при высоте полета самолета 1500 м дальность ее достигает 80 км, Время обнаружения начала реагирования буя, имеющего контакт с ПЛ, при работе с буями РГБ-15 составляет 24 с, при использовании буев РГБ-75 – от 400 до 600 с.

Бортовые системы самолетов прежних поколений не имели устройств для наглядного отображения тактической обстановки, что затрудняло принятие решений.^ составе 2КН-К предусмотрена ПОТО с автономным вычислителем, который при выходе из строя основной ЦВМ способен обеспечить решение задач, возложенных на ППС, включая поиск, определение координат ПЛ и выработку данных на применение оружия, Подсистема имеет два режима работы: отображение информации и ее обработка.

На экранах основных и вспомогательных индикаторов (всего четыре экрана) обстановка отображается в виде ассоциативных символов, их двузначных формуляров, векторов и окружностей, характеризующих тактическую обстановку: место самолета с вектором путевой скорости, места приводнения буев с окружностями и эллипсами возможного положения ПЛ, точки приводнения ВИЗ и др.

После окончания режима отображения ПОТО выполняет функцию цифровой одноадресной вычислительной машины, обеспечивая обмен информацией с сопрягаемым оборудованием (за исключением обмена с БВП, который осуществляется только по инициативе последней). В комплексе с БСС-142 ПОТО обеспечивает автоматическую передачу данных другим адресатам. В этом случае на индикаторе приемного пункта воспроизводится тактическая обстановка с самолета, находящегося в районе. Это существенно упрощает процесс передачи контакта, особенно при слежении, и повышает точность самолетовождения.

Обработку информации, поступающей с пульта управления и всех взаимодействующих устройств системы 2КН-К, производит ВВП со специализированной ЦВМ «Аргон-15» (быстродействие 250 тыс. коротких операций типа «сложение»). Она производит непрерывное счисление координат самолета, точек приводнения буев, элементов движения цели, осуществляет обмен информацией с другими самолетами через БСС, выдает в ПНК сигналы, обеспечивающие управление полетом при решении навигационных и тактических задач.

В качестве средств поиска в системе 2КН-К применяются буи четырех типов: РГБ-75, РГБ-15, РГБ-25 и РГБ-55А. Кроме того, могут применяться все буи системы «Беркут».

Для первичного поиска предполагалось использовать буи первых двух типов.

Буи РГБ-75 обеспечивают прослушивание водной среды в диапазоне частот от 2 до 60 Гц. Их передатчики после приводнения работают непрерывно в течение 4 -5 ч. Маяков-ответчиков на буях нет, место их сбрасывания запоминается ВВП, а для выхода на привод используется автоматический радиокомпас АРК-А81. Радиочастотный комплект состоит из 24 буев РГБ-75, и постановка более одного комплекта может привести к помехам в канале приема. Информация от буев, принятая на самолете, проходит в процессоре спектральную или энергетическую обработку.

Носовая часть самолета Ту-142М, вид слева

На просмотр всего комплекта буев два оператора в зависимости от полос анализа затрачивают до 10 мин.

Дальность обнаружения ПЛ определяется величиной ее акустического поля, гидрологическими условиями и может изменяться в значительных пределах от нескольких сотен метров до нескольких десятков километров. Вес буя – 9,5 кг, величина заглубления гидрофона – 150 м.

Второй буй РГБ-15 может применяться для уточнения места ПЛ, обнаруженной буями РГБ-75, и слежения за ней, а также для первичного поиска и уточнения ее элементов движения перед применением оружия. Буи, ненаправленные и предназначены для приема акустических шумов в инфразвуковом и звуковом диапазоне частот от 2 до 5000 Гц, а также измерения дальности до ПЛ по сигналам, создаваемым с помощью ВИЗ. Так же, как и на РГБ-75, на буях нет порогового устройства и после приводнения они работают в режиме непрерывного излучения 2 ч. Установка порогового уровня шумов производится оператором на самолете по среднему уровню шумов всех выставленных буев. Маяка-ответчика на буях нет и измерение их положения производится по каналу информации. По запросному сигналу РЛС осуществляется негативная модуляция несущей частоты передатчика информации буя и на экране РЛС появляется отметка буя, аналогичная отметке маяка-ответчика.

На борту самолета с помощью аппаратуры КР-П спектр принимаемых буями сигналов анализируется визуально в полосе частот от 2 до 60 Гц и на слух в диапазоне до 5000 Гц. В случал: применения ВИЗ буи РГБ-15 принимают прямые и отраженные от цели сигналы, дальность обнаружения ПЛ может достигать 5- 10 км.

Радиочастотный комплект состоит из 16 буев. На обнаружение реагирующего буя операторы затрачивают в среднем 24 с. Расчетная дальность обнаружения ПЛ в пассивном режиме – 0,5- 1,0 км, вес буя – 9,5 кг, заглубление гидрофона – 20, 150 или 400 м.

Для приема акустических сигналов, создаваемых ПЛ в звуковом диапазоне частот, и -определения их магнитного пеленга применяются пассивные направленные буи РГБ-25. Акустическая система его . заглубляется на 20 или 180 м и с помощью электромеханического привода вращается со скоростью 6 – 12 об./мин., осуществляя обзор акватории.

Буи РГБ-75, уложенные в кассеты и подготовленные к подвеске

Точность определения пеленга источника шумов — 3 град., продолжительность работы буя, не менее 40 мин., рабочая частота акустической системы – 11 кГц. Радиочастотный комплект – 10 буев, вес каждого – 45 кг.

Применяемый в системе буй РГБ-55А является авиационным гидролокатором ненаправленного действия и предназначается для обнаружения погруженных ПЛ в активном режиме. Обеспечивается также определение радиальной составляющей скорости ПЛ. По команде с борта самолета в водную среду излучается звуковой сигнал. Принятый от цели эхо-сигнал передается на борт для измерения времени его прохождения и доплеровского сдвига частот. Эти данные позволяют определить дальность до ПЛ и ее радиальную скорость относительно буя. Информация от двух -трех буев в сочетании позволяет определить место и элементы движения ПЛ.

При отсутствии команды на излучение буй работает как пассивный ненаправленный.

Радиочастотный комплект включает 16 буев, разбитых на четыре подкомплекта. Продолжительность работы буя – до часа, заглубление акустической системы – 20 или 200 м, вес – 55 кг.

Для поиска ПЛ буями РГБ-15 в активном режиме могут применяться три типа взрывных источников звука: МГАБ-03, МГАБ-ЛЗ и МГАБ-СЗ (малогабаритные авиационные бомбы с одиночным, линейным и спиральным зарядом).

Вспомогательное средство получения информации о подводной обстановке – магнитометр ММС-106 «Ладога». Он относится к феррозондовым и состоит из магниточувствительного блока, установленного в верхней части киля, ориентирующей системы, измерительного канала и других, необходимых для обеспечения его работоспособности устройств. Магнитометр отличается от предшественников наличием двух фильтров, один из которых применяется при поиске ПЛ, а второй – для компенсации магнитных полей самолета. Система компенсации состоит из трех катушек, расположенных вдоль осей самолета.

В регистрирующую систему самолета поступает суммарная энергия сигналов за последние 10 с, что способствует их лучшему выделению, но приводит к запаздыванию с его регистрацией. Сигнал обнаружения поступает на табло «Признак сигнала» и на диаграммную ленту самописца магнитометра. Дальность обнаружения ПЛ магнитометром зависит от величины ее магнитного поля и в среднем считается равной 400 – 500 м.

Самолет Ту-142М может применяться в поисковом и поисково-ударном варианте, выбор которого производится в зависимости от поставленной задачи. В поисково-ударном варианте на самолет подвешиваются: 66 РГБ-75; 44 РГБ-15; 10 РГБ-25; 10 РГБ-55А и три торпеды АТ-2М, АПР-1 или АПР-2. В случае использования РГБ-15 для первичного поиска в контейнер К-142М загружается до 240 буев МГАБ-Л3 или МГАБ-03. И хотя самолет, как и Бе-12 и Ил-38, по основному назначению противолодочный, предусмотрена возможность подвески авиационных мин старого образца и относительно новых МДМ-3, МДМ-4, МДМ-5 и МДМ-6.

Активный ненаправленный буй РГБ-55А системы «Коршун»

Экипаж самолета Ту-142М3

Авиационная противолодочная ракета АПР-2 («Орлан») поступила на вооружение в 1980 г. Она отличается совершенной системой наведения. На воздушном участке торпеда стабилизируется по крену и снижается по баллистической траектории с вертикальной скоростью 50 м/с, которую обеспечивает парашют. При соприкосновении с водой снимается первая степень блокировки, запускается блок программных команд, ракета начинает поиск с выключенным двигателем по спирали с угловой скоростью 20 град./с. Система самонаведения работает в активно-пассивном режиме, При обнаружении цели включается двигатель и осуществляется наведение, при необнаружении – ракета действует по определенной программе.

Поисково-прицельная система «Коршун» включает активные радиогидроакустические буи и взрывные источники звука, поэтому знание скорости распространения звука в воде способствует повышению точности измерений. Эту задачу решает установленная на самолете аппаратура гидрологической разведки «Нерчинск». Она включает комплект из двух буев, передающих на самолет данные о скорости звука по глубине, бортовой аппаратуры «Истра», дешифратор и двухкоординатный регистратор. Сброшенный с самолета буй через 2 – 3 мин приводится в работоспособное состояние и его опускное устройство начинает заглубляться до 200 м. Измерение скорости звука производится частотно-импульсным методом, а глубины – потенциометрическим датчиком давления.

Несмотря на то, что система 2 КН-К осталась радиогидроакустической, она представляет значительный шаг вперед в сравнении с системой «Беркут», так как в ее состав вошли новые датчики информации о подводной обстановке: низкочастотные и инфразвуковые буи, а также появилась возможность применять для поиска ВИЗ. Это давало основания рассчитывать на увеличение возможностей самолетов Ту-142М. Вместе с тем удалось добиться некоторого удешевления буев и упрощения их конструкции за счет отказа от маяков-ответчиков (РГБ-75 и РГБ-15) и схем автопуска, что позволило перейти к более совершенным методам обработки информации, а также отказаться от громоздкого активно-пассивного буя РГБ-3 и заменить его дальномерным РГБ-55А. У экипажа самолета появилась возможность иметь более точное представление о скорости распространения звука в воде, измеряя его непосредственно в тактическом районе, а не ориентируясь на прогнозные данные.

Кабина стрелка, кормовая артиллерийская установка, антенна радиолокационного стрелкового прицела «Криптон»

Еще в период испытаний Ту-142М информационной части 2КН-К готовилась частичная замена и 4 января 1977 г. вышло Постановление Правительства «О создании радиогидроакустической системы «Заречье». 17 июля 1979 г. состоялось решение ВПК «О создании системы «Заречье» для самолета Ту-142М». В решении приведено следующее обоснование: «В целях дальнейшего повышения эффективности дальних противолодочных самолетов Ту-142М по поиску и обнаружению подводных лодок в соответствии с планом подготовки предложений по повышению эффективности гидроакустического вооружения ВМФ».

Разработка ее велась по ТТТ ВВС – ВМФ на систему «Нашатырь-Нефрит» от 22 января 1980 г. и последующим дополнениям к ТТТ ВВС -ВМФ к самолету Ту-142М с ППС «Коршун-Н» (КНН). В состав системы «Заречье» входят три типа буев РГБ-16, 26 и 36. Задано, чтобы вес системы не превышал 1700 кг.

Решением комиссии Президиума Совета Министров СССР от 14 июля 1979 г. № 208 летно-конструкторские испытания (этап «А») самолета Ту-142М с системой КНН планировалось начать во втором квартале 1982 г. К этому времени ее не подготовили и установили следующий срок – четвертый квартал 1983 г. и, наконец, третий квартал 1984 г.

Одновременно с этим решили оснастить самолет бортовым комплексом радиоэлектронного противодействия (РЭП| «Саяны», который разрабатывался более 15 лет, и противокорабельными ракетами Х-35 весом 510 кг с дальностью пуска 130 км. Безусловно, при таком оборудовании самолет приближался по решаемым задачам если и не к многоцелевым, то во всяком случае к патрульным.

Опытный образец системы установили на Ту-142М № 42172. Учитывая необходимость получения объективных данных, самолет оборудовали системой бортовых измерений для регистрации параметров аэродинамики, электрооборудования, траекторных измерений, ППС и др.

Летно-конструкторские испытания начались только в апреле 1985 г, без комплекса РЭП и ракет, и продолжались до ноября следующего года. На государственные испытания самолет с «Заречьем» был представлен 6 августа 1987 г., однако из-за недораооток гидроакустической системы и буев РГБ-26 испытания решили разделить на два этапа: первый провести без буев РГБ-26, а второй – в полной комплектации. По результатам первого этапа испытаний пришли к выводу о повышении эффективности поиска и обнаружения малошумных ПЛ в два раза при одновременном сокращении расхода буев в 1,3 раза в сравнении с 2КН-К.

Б полном объеме государственные испытания закончились 30 ноября 1988 г. Выполнено 53 полета с налетом 274 ч. Они проводились на Черном, Баренцевом, Норвежском морях и в районе Камчатки.

Самолет Ту-142М3 с РГС «Заречье» является модификацией серийного самолета Ту-142М с системой 2КН-К .

Рабочее место старшего штурмана самолета Ту-142М3

При модификации произведены некоторые доработки оборудования и систем самолета: улучшен обдув ряда функциональных блоков; изменена система управления сбросом в связи с новыми поисковыми средствами; обеспечена возможность размещения и применения 14 учебных противолодочных бомб с признаком торпед на штатном кассетном держателе; доработана система электроснабжения и кондиционер и другие. Ряд переключателей и тумблеров на рабочих местах операторов заменили кнопками; введен режим контроля «Цикл», позволяющий «проиграть» полет на земле; установлен автоматический радиокомпас А-311, обеспечивающий работу с буями «Коршун» и «Беркут»; часть органов управления перенесена в более удобные места.

В состав силовой установки вошли двигатели НК-12МП, установлена кормовая спаренная пушечная установка ГШ-23 с прицельной станцией с самолета Ту-22М2.

Радиогидроакустическая система «Заречье» и входящие в ее состав буи РГБ-16, 26 и 36 имеют сниженный уровень собственных шумов и предназначены для обработки и индикации гидроакустической информации, измерения информационных параметров и выдачи данных об обнаружении в систему «Коршун-Н».

К выводу о низких данных буев РГБ-75 и РГБ-15 пришли после комплекса испытаний, проведенных в 1984-1985 гг. Вместо них подготовили широкополосный буй РГБ-16 с более эффективной защитой от гидродинамических помех, что дало основание считать его работоспособным при волнении моря до 4 баллов, а частотный комплект буев расширен до 64. Продолжительность работы буя, имеющего вес 9,5 кг, составляет 5 ч.

Пассивный буй направленного действия РГБ-26 заменил не очень удачный, имеющий большой уровень собственных шумов РГБ-25. Применение буя РГБ-26 обеспечивало возможность слежения за ПЛ с пеленгованием их шумов по дискретным составляющим. Вес буя – 13,9 кг, продолжительность работы – 1,2 ч.

После конструктивных доработок новый активный буй РГБ-36 в отличие от РГБ-55А обеспечивал возможность определения пеленга ПЛ, дальности до нее и радиальной скорости.

К важным свойствам новой системы относятся: возможность пеленгования ПЛ по дискретным составляющим ее шумоизлучения в инфразвуковом и низком звуковом диапазоне частот, чтб сокращает время на классификацию контакта и уменьшает среднечасовой расход буев на слежение, обеспечивается возможность применения буев системы «Беркут», значительное количество которых находилось на складах.

Бомбы из боекомплекта самолета

Рабочее место второго штурмана самолета Ту-142М3

Развитие многоканального приемного устройства позволило: ввести непрерывный «Обзор» выставленных буев (до 64 шт.) с индикацией реагирующих буев на линейке из светодиодов; вести автоматическую параллельную перестройку четырех приемников; в режиме «16П» производить параллельную обработку информации от 8 буев РГБ-16 в низкозвуковом диапазоне частот.

В акте до результатам испытаний самолета Ту-142М3 записано, что его возможности по поиску в 2 – 2,5 раза выше, чем Ту-142М, расход буев на слежение меньше на 20%, вероятность поражения ПЛ возросла на 20%.

Постановление о приеме на вооружение модифицированной ППС cocтоялось в 1993 г.

В качестве наиболее совершенного средства поражения ПЛ на самолеты Ту-142МК и Ту-142М3 подвешиваются торпеды АТ-3 (УМГТ-1), Она принята на вооружение в 1981 г, Торпеда состоит из отдельных блоков и отсеков: головки самонаведения (блок гидрофонов, закрытый звукопрозрачной резиной, часть электронной аппаратуры); приборного отсека (логическое устройство, приборная ампульная батарея); боевого зарядного отделения (заряд взрывчатого вещества, взрывательное устройство, блоки предохранения и защиты); батарейного отделения (электрическая одноразовая силовая батарея и пускорегулирующая аппаратура); отсека электродвигателя; рулевого привода (механизм реверса, вертикальные и горизонтальные рули, стабилизирующие перья); движителя насосного типа (рабочее колесо и насадок со спрямляющим аппаратом), система торможения и стабилизации (СТС).

Пульт оператора радиогидроакустической подсистемы самолета Ту-142 М3

Подготовка торпеды УМГТ-1 в базе противолодочного оружия

Сброшенная с самолета торпеда приводняется с вертикальной скоростью 65 м/с, при встрече с водной поверхностью СТС отделяется, батарейный отсек заполняется водой, и электродвигатель торпеды выходит на номинальный режим. В течение 2,5 с торпеда движется в направлении, с которым она вошла в воду, и через некоторое время включается акустическая головка самонаведения и торпеда с угловой скоростью 7 град./с начинает левую поисковую циркуляцию. Акустическая головка в каждом цикле излучает зондирующие импульсы, пока не будет обнаружена цель. Полученный сигнал анализируется, и если он достоверен, торпеда переходит в режим захвата. Порядок и последовательность зондирующих импульсов меняется, и после получения достаточной информации торпеда переходит в режим наведения с утлом упреждения в сторону движения на 10-12 град.

С приближением к цели на расстояние 100-150 м логическое устройство вырабатывает сигнал «Атака», взрыватели приводятся в боевое состояние. При прямом попадании следует взрыв. Если встреча с целью не состоялась, выполняется повторное наведение.

В конце 80-х началось внедрение самолетов Ту-142М3 в серийное производство и одновременно с этим дорабатывались самолеты в частях. Первые серийные Ту-142М3 поступили в ВВС СФ в 1993 г., а в следующем году серийный выпуск самолетов Ту-142 был прекращен.

Всего на авиационных заводах в Куйбышеве и Таганроге построено около 100 самолетов Ту-142 различных модификаций.

Авиационная донная мина МДМ-3

Авиационная донная мина МДМ-5