Ракеты класса воздух-воздух

МОСКОВСКИЙ

орденов Ленина, Октябрьской Революции

и Трудового Красного Знамени

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

им.  Н. Э. Баумана

 

Курсовая работа на тему

 «Ракеты класса «воздух-воздух»

 

 

 

 

 

Преподаватель: Хлупнов

Студент: Мищенко А.В.

Группа: СМ3-52

 

 

 

 

Содержание.

Введение………………………………………………………………………………………..3

Конструкция…………………………………………………………………………………….4

Классификация………………………………………………………………………………..5

ГСН……………………………………………………………………………………………….6

Система наведения……………………………………………………………………………7

Характеристики……………………………………………………………………………….12

Поколения ракет малой  дальности………………………………………………………..13

Список ракет «воздух-воздух»  по странам……………………………………………....15

Противодействие…………………………………………………………………………….20

Список используемой литературы………………………………………………………..21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Ракета «воздух-воздух» (В-В) — управляемая авиационная ракета, предназначенная для поражения летательных аппаратов.  В англоязычной литературе обозначается как AAM, сокращение от англ. air-to-air missile. Все современные истребители, а также большинство ударных самолетов вооружены управляемыми ракетами класса «воздух-воздух». Обладая неоспоримыми преимуществами перед другими средствами вооруженной борьбы в воздухе, они, в то же время, имеют множество ограничений в эксплуатации. Для успешного применения любой ракеты необходимо строго выполнять определенную последовательность действий перед пуском. Для каждой ракеты есть свой алгоритм предпусковых процедур. У ракеты очень плотная компоновка основных элементов - головки самонаведения, боевой части, двигателя. Запас топлива рассчитан на ограниченное время работы двигателя. Обычно это время порядка 2-20 секунд, в зависимости от типа УР. В течение этого времени ракета разгоняется до максимальной скорости полета.

Первые управляемые ракеты данного  класса появились в конце Второй мировой войны в Германии. 24 сентября 1958 года истребитель ВВС Тайваня F-86 атаковал МиГ-15 ВВС Китая ракетой AIM-9B Sidewinder и сбил его. Эта победа считается первой, одержанной с помощью ракеты «воздух-воздух».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конструкция

Как правило, ракеты «воздух-воздух»  имеют вытянутый цилиндрический корпус для снижения площади поперечного  сечения ракеты, что уменьшает  силу сопротивления воздуха при  полёте на высоких скоростях.

В передней части ракеты расположена радиолокационная или  инфракрасная головка самонаведения (ГСН). За ней расположено бортовое радиоэлектронное оборудование (БРЭО), которое управляет движением ракеты и наведением её на цель методом пропорциональной навигации. Сигналы управления ракетой формируются автопилотом на основании информации о движении цели от ГСН и информации от бортовых датчиков движения (датчики угловых скоростей и ускорений, линейных ускорений). Обычно за БРЭО находится боевая часть, состоящая из заряда взрывчатого вещества (ВВ) и одного или нескольких неконтактных взрывателей. Кроме того, в ракете монтируется контактный взрыватель для уничтожения ракеты в случае её падения на землю. Боевые части ракет бывают стержневыми и осколочно-фугасными. На ракетах используют радиолокационные (активные и пассивные), лазерные и инфракрасные неконтактные взрыватели.

В задней части ракеты «воздух-воздух»  находится, как правило, одно- или  двухрежимный твердотопливный ракетный двигатель. На некоторых ракетах дальнего действия нашли применение многорежимные жидкостные ракетные двигатели и ракетно-прямоточные двигатели, которые позволяют экономить топливо для заключительной высокоманёвренной фазы полёта. Некоторые современные ракеты для заключительной фазы полёта имеют второй твердотопливный ракетный двигатель. Например, разрабатываемая ракета MBDA Meteor для достижения высокой дальности полёта имеет двухдвигательную схему: для сближения с целью используется прямоточный реактивный двигатель, на заключительном этапе — ракетный. Современные ракеты «воздух-воздух» используют бездымные ракетные двигатели, так как дымные «хвосты» первых ракет позволяли экипажу атакуемого самолёта заметить издалека запуск ракеты и уклониться от неё.

На корпусе ракеты, в  зависимости от аэродинамической схемы, могут располагаться крылья. В  качестве органов управления используются аэродинамические (с электрическим  или гидравлическим приводом) или  газовые рули. Аэродинамическими  рулями могут быть собственно рули, поворотные крылья, элероны, роллероны или интерцепторы. Для повышения манёвренности ракет могут применять двигатели с отклоняемым вектором тяги. Источниками питания ракеты могут быть электрические или гидроаккумуляторы, газовые или пороховые аккумуляторы давления.

Классификация

Ракеты класса В-В предназначены для уничтожения летательных аппаратов. Они делятся на несколько классов по дальности и по способам наведения.

По дальности: 
• Ракеты ближнего боя. Менее 15 км. Предназначены для поражения ЛА в пределах визуального обнаружения цели; как правило, оснащены инфракрасными системами наведения. (Р-73, Р-60, AIM-9 и др.) 
• Ракеты средней дальности. От 15 км до 75 км. Как правило, имеют радиолокационную ГСН. (Р-27, Р-77, AIM-7, AIM-120) 
• Ракеты большой дальности. Более 75 км. Оснащены комбинированной системой наведения, состоящей из инерциально-корректируемой и активной или полуактивной ГСН для наведения на конечном участке. (Р-33, AIM-54)

В качестве дальности действия ракеты обычно указывают дальность полёта ракеты в идеальных условиях, что в некоторой степени вводит в заблуждение. Эффективная дальность полёта ракеты зависит от многих факторов: высоты пуска и цели, скорости самолёта носителя и цели, ракурса пуска и относительного местоположения цели и самолёта-носителя. Например, российская ракета Р-77 имеет дальность действия 100 км, однако такая дальности достигается только при пуске по неманеврирующей, находящейся в передней полусфере цели на большой высоте. При пуске на низкой высоте эффективная дальность пуска ракеты может составить только 20-25 % от максимальной. Если цель активно маневрирует или ракета пущена в заднюю полусферу уходящей скоростной цели эффективная дальность пуска может уменьшится ещё больше. Эта зависимость в полной мере присуща всем ракетам «воздух-воздух».       

Основные способы наведения: 
• Пассивный тепловой. Инфракрасная головка самонаведения – ИК ГСН. (Р-60, Р-73, Р-27Т, AIM-9) 
• Пассивный радиолокационный. Наведение на источник излучения. Обычно сочетается с полуактивным или активным наведением. Является дополнительным способом наведения для современных ракет AIM-7M, AIM-120 (так называемый режим Home On Jam, HOJ). Есть сведения о наличий российской ракеты с пассивным радиолокационным наведением Р-27П, Р-27ЭП. 
• Полуактивный радиолокационный. ПАРГСН. (Р-27Р/ЭР, AIM-7, Р-33) 
• Активный радиолокационный. АРГСН. (Р-77, AIM-120, AIM-54.)

 

 

 

 

 

ГСН

 

ГСН - автоматическое измерительное устройство, устанавливаемое на самонаводящихся ракетах и предназначенное для выделения цели на окружающем фоне и измерения параметров относительного движения ракеты и цели, используемых для формирования команд управления ракетой.

ГСН воспринимают энергию, излучённую или отражённую целью. Могут использоваться различные виды излучения: радиоизлучение, инфракрасное (в том числе тепловое), акустическое. В зависимости от местоположения источника энергии различают  пассивные, полуактивные и активные ГСН.

Пассивные ГСН воспринимают излучение, создаваемое целью. Это могут быть сигналы работающих радиолокационных станций противника или передатчиков помех, а также оптическое излучение цели в инфракрасном и видимом диапазонах спектра, которое используется тепловыми и телевизионными ГСН. Полуактивные ГСН принимают сигнал, отражённый от цели при облучении её источником подсвета, находящимся вне ракеты, — на самолете-носителе или пункте наведения. Активные ГСН облучают цель с помощью передатчика, который входит в их состав, а также принимают отражённый сигнал. Полуактивные и активные ГСН строятся с использованием радиолокационного и оптического когерентного (лазерного) излучения.

Для повышения точности и помехоустойчивости в ГСН могут сочетаться различные  принципы работы в зависимости от воспринимаемой энергии излучения  цели и приёмники различных диапазонов электромагнитного излучения. ГСН  могут быть полуактивно-активными, активно-радиометрическими, теплорадиолокационными. ГСН принимает данные целеуказания, производит поиск цели по координатам, анализирует принимаемый сигнал, селектирует цель на фоне естественных и организованных помех, осуществляет захват цели и автоматическое сопровождение её по координатам.

Основные тактико-технические характеристиками ГСН являются: дальность захвата  цели в свободном пространстве и  на фоне естественных помех (подстилающей поверхности, облачного фона); измеряемые координаты, диапазон их возможных  изменений; точность автоматического  сопровождения, в том числе при  подлёте к цели; разрешающая способность, или возможность выделения одной  цели из состава плотной группы; устойчивость к организованному  противодействию противника (помехоустойчивость), характеризуемая вероятностью захвата  и точностью сопровождения цели и в конечном счёте вероятностью её поражения; массо-габаритные и энергетические показатели, определяющие использование ГСН на ракете.

ГСН обычно размещается в головном отсеке ракеты.

Повышение тактико-технических требований и усложнение условий работы обусловливают  применение в современной ГСН  новейших достижений микроэлектроники, использование всё более сложных  структур излучаемых сигналов (импульсных, непрерывных, квазинепрерывных, сигналов с внутренними модуляциями) и совершенствование их обработки с применением цифровых методов на основе микропроцессоров.

 

 

Система наведения

Управляемые ракеты пеленгуют радиолокационное или инфракрасное излучение цели и сближаются с ней до подрыва  боевого заряда. Как правило, боевая часть подрывается неконтактным взрывателем на некотором расстоянии от цели. Цель поражается либо осколками  оболочки боевого заряда, либо стержнями, которые способны перерубить летательный  аппарат. Для случаев прямого  попадания ракета имеет контактный взрыватель.

Несмотря на то, что ракета использует бортовую РЛС или инфракрасный датчик для пеленгации цели, для обнаружения цели обычно используется оборудование самолёта-истребителя, причём целеуказание может быть получено разными способами. Ракеты с ИК ГСН могут получить целеуказание (направление на цель) от бортовой РЛС истребителя, а ракеты с радиолокационной ГСН могут быть запущены по целям, обнаруженным визуально или с помощью оптико-электронных систем целеуказания. Однако им потребуется подсветка цели бортовой РЛС во время всего перехвата или начальной стадии, в зависимости от типа радиолокационной ГСН.

Радиокомандная (РК)

 

Первые ракеты «воздух-воздух»  оснащались радиокомандной системой наведения. Пилот должен был управлять пущенной ракетой с помощью джойстика, установленного в кабине. Управляющие  импульсы передавались на ракету сначала  по проводам, затем по радиоканалу. В хвостовой части ракеты с  такой системой наведения обычно устанавливался трассер. Ракеты с ручным управлением обладали крайне низкой вероятностью поражения цели.

В дальнейшем систему автоматизировали. Теперь истребитель формировал узкий  радиолуч, направленный строго на цель. Ракета запускалась внутрь луча, где  удерживалась автопилотом на основании  сигналов от расположенных в задней части ракеты датчиков. До тех пор, пока истребитель удерживал луч  на цели, ракета двигалась по направлению  к ней. Относительно простая технически система оказалась очень сложной  в эксплуатации, так как пилоту было очень сложно удерживать луч  на цели, одновременно пилотируя самолёт  и наблюдая за воздушным пространством, чтобы самому не стать объектом атаки. К тому же истребителю не приходилось  рассчитывать на прямолинейный, равномерный  полёт цели во время наведения.

Радиокомандной системой наведения  оснащены:

Ruhrstahl X-4 — Германия (ручное, по проводам)

Henschel Hs.298 — Германия (ручное, по радиоканалу)

К-5 — СССР (автоматизированное, по радиолучу)

AA.20 — Франция (ручное, по радиоканалу)

Радиолокационная

 

Радиолокационная система наведения, как правило, используется в ракетах  средней и большой дальности, так как на таких дистанциях инфракрасное излучение цели слишком мало для  уверенного сопровождения инфракрасной ГСН. Есть два типа радиолокационных головок самонаведения: активная и  полуактивная.

Методы уклонения от ракет с  радиолокационными ГСН включают активное маневрирование, отстрел дипольных отражателей и постановку помех системами РЭБ.