В интересах ракетных войск и артиллерии: о развитии дальнобойного артиллерийского вооружения и боеприпасов

С развитием высокотехнологичных средств поражения, в том числе высокоточного оружия, значение ракетных войск и артиллерии в военных конфликтах, особенно в региональных войнах, неуклонно возрастает. Сегодня потенциальную угрозу представляют континентальные театры военных действий, на которых активно применяются формирования Сухопутных войск. При этом локальные войны последних лет имеют следующие особенности [1]:

• рассредоточение боевых порядков и глубокое эшелонирование войск, отсутствие четко выраженной линии боевого соприкосновения противостоящих группировок;
• большое количество «точечных», малоразмерных хорошо защищенных объектов;
• очаговый характер обороны, организуемой, прежде всего, в населенных пунктах;
• широкое использование высокоточных боеприпасов;
• скоротечность и высокая динамика общевойскового боя;
• широкое использование средств радиоэлектронного противодействия и др.

Учитывая ведущую роль артиллерийского вооружения в системе комплексного огневого поражения противника, при разработке образцов артиллерийского вооружения должны учитываться особенности ведения современных боевых действий и ряд факторов [1]:

• большая дальность стрельбы, могущество боеприпаса и точность огня;
• способность к широкому маневру;
• возможность осуществления дальнего огневого поражения противника в общевойсковом бою в любых физико-географических и погодных условиях, в любое время суток и года;
• возможность внезапно и быстро поражать разнообразные цели, открыто и укрыто расположенные, подвижные и неподвижные, наблюдаемые и ненаблюдаемые, наземные и надводные;
• возможность дистанционного минирования местности;
• возможность светового обеспечения боевых действий войск ночью, постановкой аэрозольных (дымовых) завес и выполнения ряда других задач;
• наличием значительного технологического потенциала для производства и совершенствования артиллерийского вооружения.

Направления развития дальнобойного артиллерийского вооружения и боеприпасов к нему

В настоящее время развитие отечественного артиллерийского вооружения осуществляется на системной основе и базируется на принципах:

• сбалансированной номенклатуры калибров;
• единой номенклатуры боеприпасов;
• межвидовой унификации артиллерийских комплексов;
• взаимосогласованное развитие средств поражения, разведки, управления, технического обеспечения и обслуживания.

Реализуется экономически эффективная стратегия, в соответствии с которой сегодня и в ближайшей перспективе ведется как модернизация лучших штатных образцов артиллерийского вооружения, так и оснащение рода войск качественно новым вооружением.

Анализ тенденций развития артиллерийского вооружения свидетельствует о том, что за рубежом в калибре 155-мм типоряд артиллерийского вооружения сложился исторически и в настоящее время включает в себя орудия с баллистикой и длиной ствола 39 клб., 45 клб. и 52 клб., а в последнее время и более (рисунок 1).

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования показали возможность создания такого типоряда в калибре 152-мм (рисунок 2). Однако традиционные подходы ориентированы на баллистическое проектирование единичной системы «ствол – снаряд – метательный заряд». Необходима их переработка с постановкой задачи, выработкой критериев и алгоритма действий для выбора целесообразной совокупности баллистических решений создания межвидовых комплексов артиллерийского вооружения, применяющих модульный метательный заряд (ММЗ) и обладающих сбалансированной номенклатурой калибров и единой номенклатурой боеприпасов.

Построенная линейка образцов артиллерийского вооружения, применяющих унифицированные боеприпасы (рисунок 3), отвечает требованиям согласованного развития средств поражения, разведки, управления, технического обеспечения и обслуживания.

В данной системе развития артиллерийского вооружения России реализуется экономически эффективная стратегия, в соответствии с которой сегодня осуществляется как модернизация лучших штатных образцов артиллерийского вооружения, так и оснащение рода войск качественно новым вооружением.

В настоящее время Вооруженные силы Российской Федерации располагают некоторыми артиллерийскими системами, снаряды которых, при стрельбе на максимальную дальность, достигают большой высоты. Траектории их полета пролегают в верхних слоях стратосферы, где воздух сильно разрежен и его сопротивление минимально. Этот фактор положительно сказывается на дальности стрельбы. Такими системами, снаряды которых выходят на стратосферные высоты, сегодня являются «Коалиция-СВ» и 2С7М «Малка».

По оценкам отечественных и иностранных экспертов, планируется в течение трех лет завершить разработку дальнобойных высокоточных артиллерийских боеприпасов (ДВАБ) с дальностью стрельбы до 170 км.

Применение ДВАБ позволит:

1. Обеспечить решение боевых задач по уничтожению целей в оперативной глубине, свойственных оперативно-тактическим ракетам, значительно снизив нормы расхода и стоимость боеприпасов. Например, ракета – это чрезвычайно дорогое изделие. Ее, как правило, применяют по наиболее важным скрытым целям типа крупных командных пунктов. Реактивные системы залпового огня больше подходят для накрытия площадных целей. Это может быть аэродром, радиолокационное поле из нескольких станций, позиции систем противовоздушной обороны и др. Что касается артиллерии, то на дальностях, близких к максимальным, она, как правило, ведет огонь по точечным целям, таким как пусковые установки ракет, склады ядерных боеприпасов и т.д.
2. Упростить методы и способы расчета установок для стрельбы, сократить время реакции на внеплановые цели.
3. Вести стрельбу из штатных артиллерийских систем.

С технической точки зрения, на дальнобойность системы влияют тип вооружения (баллистические характеристики ствола), метательный заряд и баллистические характеристики соответствующего снаряда.

На сегодняшний день улучшено качество стволов артиллерийских орудий, что позволяет использовать метательные заряды с большей энергией и, таким образом, создающих большее давление. Современные артиллерийские заряды больше не имеют ничего общего с первоначально используемым порохом. Вследствие внедрения взрывчатых веществ и улучшения геометрических параметров сгорания, современные метательные заряды являются значительно более взрывными и энергетически более эффективными.

Кроме того, увеличилась длина артиллерийских стволов. Устаревшие гаубицы имеют длину ствола примерно до 39-42 калибра, тогда как современные стволы имеют длину до 52 калибров. Так как современные стволы длиннее, энергия метательного заряда может использоваться более эффективно. Применяемые в настоящее время твердые заряды имеют небольшое пространство для повышения характеристик. Поэтому, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы также сосредотачиваются на жидких и газообразных метательных веществах, которые впрыскиваются в камору сгорания пушки, аналогично тому, как делается это с топливом в двигателе внутреннего сгорания, по мере движения снаряда в стволе. Другие производители оценивают возможность создания артиллерийских орудий, в которых снаряд приводится в движение электромагнитными импульсами.

Технические изменения конструкции артиллерийских снарядов также обеспечили увеличение дальности. Баллистические характеристики снаряда зависят от его формы. Первоначальное пушечное ядро превратилось в снаряд цилидрическо-оживальной формы. В сравнении с современными моделями снарядов прежние модели кажутся округлыми и тупоносыми, более новые модели имеют удлиненную, заостренную форму. Так, например, стержневидная или торпедообразная форма новых снарядов, может способствовать снижению аэродинамического сопротивления, что тем самым повышает дальность.

Дополнительные изменения можно найти и в задней части снаряда. Цилиндрическая часть устаревших снарядов часто заканчивалась «обрубком» (притупленной формой дна снаряда), увеличивая турбулентность и донное сопротивление, что тормозило снаряд в полете. Поэтому были разработаны снаряды с донной выемкой и с донным газогенератором (ДГГ) с целью уменьшения воздействия донного сопротивления.

Дополнительно к донному газогенератору, были разработаны снаряды с ракетным двигателем, который встроен в заднюю часть корпуса, благодаря чему снаряд получил дополнительное ускорение во время своего полета по траектории.

Вышеизложенные технические усовершенствования обеспечили значительное повышение дальности стрельбы традиционного артиллерийского вооружения (например, с изначальных 20 км до 52 км в случае со 155-мм самоходной гаубицей). Впрочем, фактическое повышение дальности вследствие применения донного газогенератора и вспомогательных реактивных двигателей должно изучаться очень серьезно, так как это негативно повлияло на максимальную массу боевой части снаряда.

Кроме того, у новых типов боеприпасов, детали корпусов снарядов, которые первоначально изготавливались из стали, теперь производятся из более легких материалов, например, из пластмасс, армированных стекловолокном.

Возможно также повышение дальности стрельбы за счет применения подкалиберных снарядов и снарядов со сбрасываемым ведущим пояском (в частности, с полимерным). Однако использование подкалиберных снарядов (рисунок 6) приводит к уменьшению эффективности действия у цели и усложнению его конструкции. Более перспективным представляется снаряд с полимерным сбрасываемым ведущим устройством, однако при этом необходимо решить весьма сложные вопросы надежного функционирования такого устройства после прохождения разогретого ствола.

Увеличение дальности может быть достигнуто также за счет так называемого кабрирования снаряда во время его полета. Для этого центр тяжести снаряда скорректирован так, что нос находится пропорционально «выше» задней части. Следовательно, снаряд как бы планирует в воздухе, который «подпирает» его снизу.

Многие технические решения, направленные на увеличение дальности стрельбы нашли свое применение в конструкции дальнобойных артиллерийских снарядов, представленных на рисунке 7.

В настоящее время в России ведутся активные работы в направлении создания дальнобойного артиллерийского вооружения и боеприпасов. Новейшая самоходная артиллерийская установка 2С35 «Коалиция-СВ» тому пример. Артиллерийское орудие превзошло зарубежные аналоги по дальности стрельбы, установив рекорд, а также целому ряду других показателей (рисунок 8).

По степени инновационности аналогов российской самоходной артиллерийской установки (САУ) в мире нет. «Коалиция-СВ» является не артиллерийской установкой в привычном понимании, а роботизированным комплексом. Управление вооружением экипаж, изолированный от боевого отделения, осуществляет дистанционно. Все операции контролируются и отображаются на дисплеях единого информационно-командного блока. САУ также оснащена спутниковой навигацией, имеет возможность скрытой передачи данных, а каждая единица техники интегрируется в автоматизированные системы управления тактического звена.

Бронемашина обладает возможностью автоматического формирования модульного метательного заряда, который воспламеняется с помощью микроволновой схемы. Пневматический механизм заряжания позволяет вести огонь с максимальной скорострельностью и при любых углах по направлению и возвышению орудия. При этом система САУ сама выбирает необходимый тип снарядов.

Надо отметить, что в настоящее время указанные способы достигли предела своих возможностей по увеличению дальности стрельбы. На сегодняшний день увеличение начальной скорости снаряда требует разработки новых конструктивных схем выстрела. Перспективными способами повышения дальности являются увеличение или поддержание полетной скорости с помощью встроенных прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД) и использование планирования при полете снаряда на пассивном участке [2,3].

Интерес к созданию артиллерийских боеприпасов с ПВРД и ракетно-прямоточными двигателями (РПД) на твердом топливе (ТТ) подтверждается рядом полученных в последние годы отечественных патентов [4]. Требования к конструкции ПВРД и РПД для артиллерийских снарядов имеют ряд специфических особенностей, существенно отличных, от таковых, для крылатых ракет (КР). К ним относятся:

необходимость выдерживания больших перегрузок в процессе выстрела, накладывающая существенные ограничения на конструкцию зарядов топлива;

необходимость больших скоростей горения зарядов топлива, вызываемая кратковременностью процесса работы двигателя;

необходимость работы на восходящем участке траектории с существенным изменением атмосферных условий вдоль траектории.

Разработка в последние годы высококалорийных пастообразных топливных составов делает возможной реализацию эффективных РПД на пастообразном топливе (РПДПТ) для артиллерийских снарядов [5,6].

Выводы и рекомендации по развитию исследований

Таким образом, представленные направления развития дальнобойного артиллерийского вооружения и боеприпасов в интересах ракетных войск и артиллерии позволяют сделать следующие выводы:

1. В настоящее время потребности артиллерии увеличились, а традиционные боеприпасы не отвечают этим потребностям и соответствуют им только в ограниченной степени. Такие показатели эффективности артиллерии, как дальность и могущество действия по цели, были дополнены повышением точности. На сегодняшний день новые типы боеприпасов уже начинают соответствовать требованиям будущего.
2. Проведенные исследования свидетельствуют, что возможно и целесообразно разрабатывать снаряды повышенной дальности, снабженные системой внествольного доразгона, состоящей из комбинированных энергосиловых установок, включающих сочетание РДТТ или РДПТ с РПДПТ, или включающей только РПДПТ. Целесообразную номенклатуру подобных снарядов необходимо определить постановкой соответствующих военно-научных исследований.
3. Точность современных и перспективных артиллерийских снарядов может быть повышена за счет систем самонаведения и спутникового наведения с GPS. Перспективные разработки постоянно будут улучшать эти технологии и сделают их экономически более выгодными. Такие высокоточные боеприпасы позволят артиллерии эффективнее выполнять сложные задачи и остаться на современном асимметричном поле боя.

к.в.н., профессор Чубасов В.А.,
к.т.н., доцент Стрюков Е.И.,
к.т.н., доцент Хрулев В.Л.
Михайловская военная артиллерийская академия