Необходимость
разработки ЗРС (зенитно-ракетная система) С-300В, в основном,
определялась стремлением обеспечить прикрытие важных объектов Сухопутных
войск от удара оперативно-тактических и тактических баллистических
ракет противника.
Ожидалось, что противником в ходе операции могут быть использованы 320 ракет "Ланс", 150 "Сержант" и 350 "Першинг", имеющих максимальную дальность стрельбы 75, 140 и 740 километров соответственно.
В научно-исследовательской работе "Защита" в начале 1960-х годов впервые исследовались возможности использования в целях противовоздушной обороны. Были проведены экспериментальные стрельбы по баллистическим ракетам комплексом "Круг", имеющим дополнительный канал полуактивного самонаведения, который обеспечивал малые промахи на конечном участке траектории зенитной управляемой ракеты. Эти стрельбы показали возможность борьбы с баллистическими ракетами "Сержант" и "Ланс" при помощи зенитного ракетного комплекса, однако для решения задач противовоздушной обороны применительно к защите от баллистических ракет "Першинг" требовалось разработать комплекс нового поколения на основе высокопотенциальных радиолокационных станций наведения и обнаружения целей, а также зенитной управляемой ракеты с высокими энергетическими характеристиками.
При проведении научно-исследовательской работы "Бином" в 1963-1964 годах было определено, что прикрытие объектов СВ наиболее целесообразно осуществлять совместным использованием перспективных зенитных ракетных комплексов трех типов, имеющих условное обозначение "А", "Б" и "В". Из них "А" и "Б" являлись бы универсальными, способными решать задачи как противосамолетной так и обычной противовоздушной обороны, а последний – противосамолетным. При этом наилучшими боевыми возможностями, среди которых способность поражать головных частей ракет "Першинг" должен были иметься у комплекса "А". Предполагалось, что для зенитного ракетного комплекса "А" будет разработана ракета, близкая по габаритам и массе к зенитным управляемым ракетам комплекса "Круг", однако имеющая вдвое большую среднюю скорость полета и способная за счет этого осуществить перехват ГЧ ракеты "Першинг" на высотах свыше 12 тыс. м при ожидаемом времени обнаружения и взятия баллистической цели на сопровождение. При этом даже в случае подрыва ядерного заряда мощностью 1,5 Мт потери живой открыто расположенной силы ограничивались уровнем 10 процентов, а с учетом нахождения большинства людей в различных укрытиях и бронеобъектах – намного меньшей величиной.
Особые трудности были связаны с обнаружением баллистических целей и наведением на них противоракет (ЗУР). Для этого требовалось создать высокопотенциальные радиолокационные средства нового поколения. По результатам нескольких экспериментальных работ установили, что ЭПР отделяющихся головных частей БР "Першинг", по сравнению с самолетами, на два порядка меньше. Увеличение потенциалов радиолокационных станций ростом их энерговооруженности влекло за собой существенное увеличение массы и габаритов радиолокационной станции, что ограничивало ее подвижность и мобильность. Повышение чувствительности приемника радиолокационной станции становилось причиной ухудшения помехоустойчивости. Нужно было компромиссное решение – приемлемые чувствительность приемника радиолокационной станции обнаружения и наведения и мощности передатчика.
Исходя из ожидаемого расхода БР с ЯБЧ в первом ударе потенциального противника по важнейшим фронтовым объектам, определили, что для зенитных ракетных комплексов типа "А" должно одновременно задействоваться как минимум 3 целевых канала в режиме противовоздушной обороны. Таким образом, желательно иметь многоканальные и многофункциональные станции наведения ракет, которые обеспечивают быстрый автономный поиск и обнаружение баллистических ракет в секторе возможного появления, сопровождение и обстрел противоракетами ряда из них. При этом элементы зенитного ракетного комплекса (радиолокационная станция раннего обнаружения и целеуказания, многоканальная станция наведения, пусковые установки с ЗУР) должны быть высокомобильными (самоходными, имеющими средства навигации, ориентирования и топографической привязки, передачи данных и связи, с встроенными автономными источниками электропитания).
Ограничение возможностей по дальней границе зоны поражения зенитной ракетной станции определялось допустимым весом многоканальной станции наведения ракет. Было решено, что основные элементы комплекса "А" должны устанавливаться на самоходных шасси с высокой проходимостью и полной массой менее 40-45 тонн (предельная масса по проходимости по эстакадам и мостам). Имевшиеся и конструируемые колесные шасси в качестве базы для комплекса "А" не могли быть приняты, поэтому самоходной базой должно было стать шасси тяжелого танка. Это позволяло расположить радиоэлектронную аппаратуру (передающую, приемную, индикаторную, вычислительную, управляющую и другую) вместе с аппаратурой передачи данных, связи и автономным источником питания общей массой около 20-25 тонн.
В качестве основополагающего тех. решения многоканальной станции наведения выбрали когерентно-импульсную радиолокационную станцию сантиметрового диапазона волн, имеющую пассивную фазированную антенную решетку (ФАР). Работа "на просвет" осуществлялась от рупорного излучателя передающего устройства, который подключался к приемному устройству в режиме приема отраженного сигнала. Электронное сканирование луча шириной 1 градус (в угломестной и азимутальной плоскостях) осуществляла цифровая система управления лучом, изменяющая фазу принимаемой (передаваемой) высокочастотной энергии, которая проходила через элементы решетки, содержащий фазовращатель, связанный с данной системой. Системой обеспечивался поиск и сопровождение цели в пределах от -45° до -45° по азимуту, а также по углу места относительно нормали к плоскости фазированной антенной решетки, которая устанавливалась под углом 45 градусов к горизонту.
Сектор поиска, образуемый таким образом, давал возможность обнаруживать и сопровождать баллистические ракеты с любыми углами падения, а также обеспечивал достаточный охват возможных направлений пуска ракет по прикрываемому объекту (по азимуту – 90°). Поиск и сопровождение предполагалось производить по программе, обеспечивающей более частое обращение луча во время поиска в направлении ожидаемых траекторий ракет и в приземные направления чтобы своевременно обнаружить низколетящие цели. При сопровождении обстреливаемой цели - в направлении этой цели и наводимой на нее зенитной управляемой ракеты. Сопровождение должно было осуществляться при совместной работе системы управления лучом и следящими цифровыми системами (ЗУР и пролонгаторами движения целей) многоканальной станции наведения. В станции предполагалось использовать моноимпульсный метод радиолокации. Для поиска и обнаружения целей служила суммарная диаграмма направленности и соответствующий канал приемного устройства, для сопровождения - разностные (при приеме) и суммарные (при излучении) диаграммы и соответствующие каналы входной части приемника. Суммарными диаграммами направленности и соответствующими каналами приемника обеспечивались наибольшая дальность обнаружения цели. Той же диаграммой направленности обеспечивалась наибольшая энергия облучения целей при сопровождении. Это увеличивало дальность сопровождения целей разностными каналами приемника.
Каналы приемного устройства и разностные диаграммы направленности давали возможность получить высокую точность угловых координат сопровождаемой цели и ЗУР, которая присуща моноимпульсному методу радиолокации. Во время поиска предполагалось использовать более длительные импульсы с большой энергией. Во время сопровождения – пачки сигналов двойной дискретности, которые обеспечивают высокую энергетику, отличную разрешающую способность, хорошую точность сопровождения ЗУР и цели (по скорости и дальности). Все это дало возможность сочетать в станции хорошую точность сопровождения цели и большую дальность действия, обеспечить эффективную защиту от пассивных и активных помех и возможность распознавания цели по динамическим и сигнальным признакам. Расчеты показали, что при мощности передатчика 10 киловатт, чувствительности приемного устройства 10-14 Вт, ширине луча 1 градус многоканальная станция наведения зенитного ракетного комплекса "А" будет обеспечивать приемлемые дальности обнаружения самолетов и баллистических ракет, зоны прикрытия от поражения самолетов и баллистических ракет, канальность по ЗУР и целям.
В 1965 году в соответствии с результатами научно-исследовательской работы "Бином" разработали ТТЗ и исходные данные на проектирование универсального войскового зенитного ракетного комплекса типа "А". Разработку аванпроекта данного ЗРК (шифр "Призма") проводили под руководством Свистова В.М. в НИИ-20 Минрадиопрома по тому же решению военно-промышленного комплекса, что и универсальный вариант зенитного ракетного комплекса "Круг-М". Было рассмотрено два варианта зенитного ракетного комплекса.
Состав первого варианта ЗРК:
1. Командный пункт имеющий узел связи, размещаемые на 3-4 транспортных машинах.
2. Многофункциональная радиолокационная станция с фазированной антенной решеткой и рабочим сектором 60-70 градусов по углу места и азимуту, размещаемую на двух или трех транспортных единицах. Радиолокационной станцией должны были осуществляться:
- поиск, захват и сопровождение цели;
- распознавание класса цели (БР или самолет);
- выявление отделяющихся головных частей баллистической ракеты на фоне ложных целей;
- экстраполяция траектории баллистической ракеты для определения точки падения;
- управление станциями подсвета, которые обеспечивают на конечном участке траектории самонаведение ЗУР-1 и выдачу целеуказания радиолокационной станции распознавания и командного наведения (на начальных и средних участках траектории);
- управление ЗУР-1 на траектории до захвата головкой самонаведения цели.
3. Станция определения госпринадлежности цели, работающей в единой системе опознавания.
4. Станция подсвета целей, обеспечивающая захват ГСН ЗУР-1.
5. ЗУР-1 весом 5-7 тонн, имеющая комбинированную систему наведения (для уничтожения самолетов и БР).
6. ЗУР-2 весом 3-3,5 тонны имеющая командную систему наведения (для уничтожения самолетов).
7. Два типа пусковых установок (с ЗУР-1 и ЗУР-2).
8. Радиолокационная станция распознавания цели и командного наведения.
Во втором, упрощенном варианте комплекса не предусматривалось применения самонаведения для ЗУР-1.
В комплексе "Призма" количество целевых каналов можно было довести до 6 (при увеличении числа радиолокационных станций точного наведения и распознавания, а также количества ПУ с ЗУР-1 и -2).
Общее количество транспортных машин в комплексе "Призма" при трех целевых каналах составляло от 25 до 27 ед., что делало структуру комплекса громоздкой, а его – очень дорогостоящим.
Однако основные проблемы создания войскового зенитного ракетного комплекса противоракетной обороны в проекте были решены.
Данный вывод сделали в поставленной ГРАУ в 1967 году в 3 научно-исследовательских института Министерства обороны специальной научно-исследовательской работе "Ромб", целью которой была оценка аванпроекта комплекса "Призма", а также разработка на его основе проекта тактико-технического задания на опытно-конструкторские работы по созданию комплекса в приемлемых для войск противоракетной обороны СВ стоимости и структуре.
Несмотря на перенасыщенность аванпроекта "Призма" разными средствами, необходимо отметить, что разработанные под руководством Свистова В.М. в научно-исследовательской работе "Призма" основные тех. решения войскового противоракетного комплекса и аванпроект являлись, в первую очередь, доказательством реальности создания универсального войскового комплекса. Поначалу в этом было трудно убедить руководителей военно-промышленного комплекса и особенно генерального конструктора комплексов противоракетной обороны в системе противовоздушной обороны страны Кисунько Г.В., который категорически отрицал возможность создания системы на основе предложенных Свистовым В.М. решений (мобильная радиолокационная станция с фазированной антенной решеткой, дву ЗУР и так далее). Только поддержка министра радиопромышленности Калмыкова В.Д., генерального конструктора ЗРК Войск противовоздушной обороны страны Расплетина А.А. и директора НИИ-20 Минрадиопрома Чудакова П.М. позволила защитить аванпроект, и создать в дальнейшем самоходную войсковую зенитную ракетную систему С-300В.
С другой стороны, в это же время по инициативе КБ-1 Минрадиопрома и командования Войск противовоздушной обороны рассматривалось предложение создания унифицированной для трех видов вооруженных сил СССР - Сухопутных войск, Войск противовоздушной обороны и Военно-морского флота – противосамолетной ЗРС С-500У имеющей максимальную дальность поражения около 100 км. Это соответствовало требованиям по поражению самолетов комплексами "Призма" или тип "А".
Только за счет внимательного отношения Научно-технического комитета Генштаба Вооруженных сил и в первую очередь Валиева Р.А. – руководителя направления по зенитным ракетным комплексам – удалось организовать обсуждение данного предложения с заказчиками от всех видов советских Вооруженных сил и убедить участников обсуждения а том, что предлагаемая модификация системы С-500У для войск противовоздушной обороны СВ будет рациональной лишь в том случае, если сможет обеспечить противоракетную оборону в требуемой мере. Последнее в то время не требовалось для Военно-Морского флота и Войск ПВО страны, однако вызывало необходимость решения сложных дополнительных технических проблем.
С учетом результатов всесторонних нелегких обсуждений предложений по С-500У Постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР от 27.05.1969 была задана разработка для Вооруженных сил СССР по единым тактико-техническим требованиям максимально унифицированной ЗРС аналогичного типа, которая получила название С-300.
Московское конструкторское бюро "Стрела" (бывшее КБ-1 Минрадиопрома, в дальнейшем вошло в научно-производственное объединение "Алмаз") создавало для Войск противовоздушной обороны страны противосамолетную С-300П, ВНИИ РЭ Министерства судостроительной промышленности (позднее НИИ "Альтаир") создавало для Военно-морского флота комплекс С-300Ф, а НИЭ МИ Минрадиопрома (бывший НИИ-20 Минрадиопрома, позднее вошел в научно-производственное объединение "Антей") создавало универсальную противосамолетную и противоракетную систему С-300В для войск противовоздушной обороны Сухопутных войск.
Предусматривалось, что для противосамолетной обороны от целей, которые летят на высотах от 25 до 25 тыс. м, со скоростью до 3,5 тыс. км/час при дальностях 6 – 75 км, во всех унифицированных комплексах будет использована разрабатываемая московским конструкторским бюро "Факел" Минрадиопрома (главный конструктор Грушин В.П.) ЗУР В-500Р имеющий комбинированную систему наведения. На первом этапе создавалась упрощенная и более дешевая ЗУР В-500К имеющая радиокомандную систему наведения для применения на дальности до 50 тыс. м.
Специально для решения задач противоракетной обороны в С-300В Свердловское машиностроительное конструкторское бюро "Новатор" МАП (ОКБ-8 ГКАТ, главный конструктор Люльев Л.В., затем Смирнов В.А.) разрабатывало ракету КС-96 для уничтожения целей на высоте до 35 тыс. м. При этом было обеспечено прикрытие района в 300 км2 от ракет "Першинг".
Однако глубокой унификации средств зенитной ракетной системы С-300 не удалось достичь. В системах С-300П и С-300В были унифицированы приблизительно на 50 процентов на уровне функциональных устройств только радиолокационные станции обнаружения командного пункта. В ЗРС ВМФ и войск ПВО страны использовалась единая зенитная управляемая ракета разработки Грушина П.Д.
Создатели С-300В в процессе разработки отказались от применения зенитных управляемых ракет разработки двух разных конструкторских бюро. Предпочтение было отдано противосамолетному варианту ракеты Люльева Л.В.
Основные средства модификаций С-300 для разных видов Вооруженных сил (кроме радиолокационных станций кругового обзора систем С-300П и С-300В созданных НИИИП МРП и зенитной управляемой ракеты для С-300Ф и С-300П разработанной московским конструкторским бюро "Факел" МАП) разрабатывали различные предприятия промышленности, использовавшие свои комплектующие изделия и технологии, которые обеспечивали различные эксплуатационные требования заказчиков (флота, войск, ПВО страны) к данным средствам.
В конце восьмидесятых годов разработчики зенитно-ракетной системы С-300П и заказчики убедились, что для обеспечения защиты объектов территориальной противовоздушной обороны от оперативно-тактических баллистических ракет требуется универсальная мобильная зенитная ракетная система. Это послужило толчком к началу работ по созданию подобной системы, которая получила обозначение С-300ПМУ.
Войсковую самоходную зенитную ракетную систему С-300В разрабатывали в соответствии с едиными (общими) тактико-техническими требованиями к С-300, частными тактико-техническими требованиями к С-300В, дополнениями к тактико-техническим требованиям к С-300В, дополнением к тактико-техническим требованиям к радиолокационной станции "Обзор-3", которая используется как радиолокационная станция кругового обзора в данной системе, техническим заданием на разработку радиолокационной станции программного обзора "Имбирь", а также дополнению к нему.
В соответствии с тактико-техническими требованиями ЗРС С-300В должна была являться фронтовым средством противовоздушной обороны и предназначалась для уничтожения крылатых ракет, баллистических ракет наземного ("Першинг", "Ланс") и авиационного (SRAM) базирования, барражирующих постановщиков активных помех, самолетов тактической и стратегической авиации, боевых вертолетов в условиях массового применения указанных средств нападения, в сложной помеховой и воздушной обстановке, при ведении маневренных боевых действий прикрываемыми войсками. Предусматривалось применение двух типов ракет:
- 9М82 для действий по баллистическим ракетам "Першинг", авиационным баллистическим ракетам SRAM, по самолетам на значительном удалении;
- 9М83 для поражения баллистическим ракетам "Ланс" и Р-17 ("Скад"), аэродинамических целей.
В состав боевых средств зенитно-ракетной системы С-300В (9К81) входили:
- командный пункт 9С457, радиолокационная станция кругового обзора "Обзор-3" (9С15М);
- радиолокационная станция программного обзора "Имбирь" (9С19М2) предназначенная для обнаружения головных частей баллистических ракет "Першинг", аэробаллистических ракет SRAM, барражирующих самолетов-постановщиков на дальности до 100 тыс. м;
- четыре зенитных ракетных комплекса.
Каждый зенитный ракетный комплекс состоял из:
- многоканальной станции наведения ракет 9С32;
- пусковых установок двух типов (9А82 - с двумя зенитными управляемыми ракетами 9М82 и 9А83 - с четырьмя зенитными управляемыми ракетами 9М83);
- пускозаряжающих установок двух типов (9А84 - для работы с пусковой установкой 9А82 и зенитными управляемыми ракетами 9М82 и 9А85 - для работы с пусковой установкой 9А83 и зенитными управляемыми ракетами 9М83), а также средства тех. обеспечения и обслуживания.
Ракеты 9М83 и 9М82 эксплуатировались в транспортно-пусковых контейнерах 9Я238 и 9Я240 соответственно.
Головным разработчиком зенитной ракетной системы С-300В в целом, разработчиком командного пункта, многоканальной станции наведения ракет, радиолокационной станции программного обзора определили НИЭМИ (Научно-исследовательский электромеханический институт) Министерства радиопромышленности. Главным конструктором системы, а также указанных средств стал Ефремов В.П.
Разработкой радиолокационной станции кругового обзора занимался Научно-исследовательский институт измерительных приборов (НИИИП) Минрадиопрома (бывший НИИ-208 ГКРЭ). Руководитель проекта – главный конструктор Кузнецов Ю.А., затем Голубев Г.Н.
Все пусковые и пускозаряжающие установки создавал Государственное КБ компрессорного машиностроения (ГКБ КМ) Минрадиопрома (ранее СКБ-203 ГКАТ, сегодня – МКБ "Старт"). Главный конструктор установок - Яскин А.И., затем Евтушенко В.С.
Для более быстрого оснащения войск высокоэффективным оружием разработку системы С-300В проводили в два этапа. Первый этап – разработка системы для борьбы с крылатыми ракетами, баллистическими ракетами "Ланс" и "Скад" и аэродинамическими целями.
Опытный образец С-300В, созданный во время первого этапа разработки (не включал в себя радиолокационную станцию программного обзора, зенитную управляемую ракету 9М82 и соответствующие ей пусковые и пускозаряжающие установки) в 1980-1981 годах проходил совместные испытания на Эмбенском полигоне Главное ракетно-артиллерийское управление Минобороны (начальник полигона Зубарев В.В.). В 1983 году под названием ЗРС С-300В1 был принят на вооружение. Новой системе путевку в жизнь дала Государственная комиссия под председательством Андерсена Ю.А.
Во время второго этапа разработки систему дорабатывали с целью обеспечения борьбы с баллистическими ракетами "Першинг-1A", "Першинг-1Б", барражирующими самолетами-постановщиками помех и аэробаллистическими целями SRAM на дальности до 100 тыс. м.
Совместные испытания полного состава системы также проводились на Эмбенском полигоне ГРАУ минобороны в 1985-1986 годах (начальник полигона Унучко В.Р.) под руководством комиссии, под председательством вновь назначенного Андерсена Ю.А. На вооружение войск противовоздушной обороны Сухопутных войск ЗРС С-300В в полном комплекте была принята в 1988 году.
Все боевые средства ЗРС размещались на обладающих высокой маневренностью и проходимостью, оборудованных аппаратурой навигации, взаимного ориентирования и топографической привязки унифицированных гусеничных шасси, разработки производственного объединения "Кировский завод". Также данные шасси применялись для САУ "Пион" и унифицированных с танком Т-80 по отдельным узлам.
Командный пункт 9С457 предназначался для управления боевыми действиями зенитного ракетного комплекса (зенитных ракетных дивизионов) С-300В при автономной работе системы и при управлении вышестоящего КП (от КП зенитной ракетной бригады) в режимах противосамолетной и противовоздушной обороны.
КП в режиме противоракетной обороны обеспечивал работу зенитного комплекса по отражению ударов обнаруженных при помощи радиолокационной станции программного обзора "Имбирь" баллистических ракет "Першинг" и авиационных баллистических ракет SRAM, осуществлял прием радиолокационных данных, управление режимами боевой работы радиолокационной станции "Имбирь" и многоканальной станции наведения, распознавание и селекцию целей по признакам траектории, автоматическое распределение целей по зенитно-ракетному комплексу, а также выдачу секторов работы радиолокационной станции "Имбирь" для обнаружения аэробаллистических и баллистических целей, помеховых направлений для определения места положения постановщиков помех. В командном пункте приняли меры для максимальной автоматизации управления.
Командным пунктом в режиме противосамолетной обороны обеспечивалась работа до четырех зенитно-ракетных комплексов (в каждом по шесть целевых каналов) по отражению налета обнаруженных радиолокационной станцией кругового обзора "Обзор-3" аэродинамических целей (максимум 200 шт.), в том числе при помехах, производил завязку и дальнейшее сопровождение трасс целей (максимум 70 шт.), прием данных о целях от вышестоящего КП и многоканальной станции наведения ракет, распознавание классов целей (баллистические или аэродинамические), выбор наиболее опасных целей.
Командным пунктом за цикл целераспределения (составлял три секунды) обеспечивал выдачу зенитно-ракетному комплексу 24 целеуказаний. Среднее работное время командного пункта от получения отметок до выдачи целеуказаний при работе с радиолокационной станцией кругового обзора (период обзора 6 сек.) составляло 17 сек. Во время работы по баллистическим ракетам "Ланс" рубежи выдачи целеуказаний составляли от 80 до 90 километров. Среднее работное время командного пункта в режиме противоракетной обороны – не более 3 секунд.
Вся аппаратура командного пункта размещалась на гусеничном шасси "объект 834". В состав аппаратуры входили: специальные вычислители (ЭВМ), аппаратура речевых и телекодовых линий связи, пост управления ЗРК (три рабочих места), аппаратура документирования работы командного пункта и боевых средств системы, аппаратура навигации, ориентирования и топографической привязки, система автономного энергоснабжения, аппаратура жизнеобеспечения. Масса ориентирования – 39 тонн. Расчет - 7 человек.
Радиолокационная станция кругового обзора "Обзор-3" (9С15М) – трехкоординатная когерентно-импульсная радиолокационная станция обнаружения сантиметрового диапазона волн имеющая мгновенную перестройку частоты, программное электронное управление лучом (1,5х1,5 градусов) в угломестной плоскости, электрогидравлическое вращение антенны по азимуту и высокую пропускную способность.
В радиолокационной станции реализовали два режима регулярного кругового обзора воздушного пространства, которые использовались для обнаружения аэродинамических целей и баллистических ракет типа "Ланс" и "Скад".
Зона обзора станции в первом режиме составляла 45 градусов по углу места. При этом инструментальная дальность обнаружения равнялась 330 км, а темп обзора - 12 секундам. На дальности 240 километров вероятность обнаружения истребителя составляла 0,5.
Зона обзора станции во втором режиме составляла 20 градусов по углу места, темп обзора - 6 сек., инструментальная дальность – 150 километров. Для обнаружения баллистических ракет в этом режиме предусматривалась программа замедления вращения антенны в секторе противоракетной обороны (около 120 градусов) и увеличения до 55 градусов сектора обзора по углу места. При этом скорость обновления информации – 9 секунд. Самолет-истребитель во втором режиме надежно обнаруживался во всей инструментальной дальности. Дальность обнаружения баллистической ракеты типа "Ланс" составляла не менее 95 тыс. м., а ракет типа "Скад" – не менее 115 тыс. м.
Для увеличения потенциала радиолокационной станции в отдельных направлениях, ее защиты от пассивных, активных и комбинированных помех предусматривалось еще четыре программы снижения скорости вращения антенны станции, которые можно было реализовать в двух режимах регулярного обзора. Темп обновления информации при использовании данных программ увеличивался на 6 секунд, а сектор замедления равнялся 30 градусам.
Помехозащищенность радиолокационной станции обеспечивалась использованием антенны, имеющей низкий и быстро спадающий до уровня фона (около 50 дБ) уровень боковых лепестков диаграммы направленности, оптимальной фильтрацией и ограничением эхо-сигналов, автоматической временной регулировкой усиления приемника, трехканальным автокомпенсатором помех, нелинейной схемой отбора движущихся целей (автоматический учетом скорости ветра, анализ интенсивности помехи и некогерентное накоплением сигналов), автоматическим межобзорным бланкированием некоторых участков зондируемых направлений имеющих интенсивный уровень помех от местных объектов. Станция могла определять пеленги (угловые координаты) самолетов-постановщиков заградительной шумовой помехи и выдавать их на командный пункт ЗРС С-300В. На участке интенсивных помех от местных объектов и метеообразований существовала возможность бланкирования автоматического съема данных.
Радиолокационная станция кругового обзора в режиме автоматического съема данных обеспечивала за период обзора выдачу до 250 отметок, среди которых до 200 отметок могло быть целей.
Среднеквадратическая ошибка определения координат целей составляли: по дальности – менее 250 м, по азимуту – менее 30' по углу места – менее 35'.
Разрешающая способность станции была по дальности – 400 м, по угловым координатам - 1,5°.
Радиолокационная станция кругового обзора состояла из следующих устройств:
- антенна, представлявшая собой одномерную плоскую волноводную решетку, имеющую программное электрогидравлическое вращение по азимуту и электронное сканирование луча по углу места;
- передающее устройство, которое выполнено на лампе бегущей волны и двух амплитронах (средняя мощность около 8 кВт);
- приемное устройство, имеющее усилитель высокой частоты на лампе бегущей волны (чувствительность около 10-13 Вт);
- устройство автоматического съема данных;
- устройство помехозащиты;
- вычислительное устройство, основанное на базе 2 спец. ЭВМ;
- аппаратура определения госпринадлежности системы "Пароль";
- аппаратура навигации, ориентирования и топопривязки;
- газотурбинный агрегат питания, аппаратура речевой и телекодовой связи с командным пунктом системы С-300В, аппаратура жизнеобеспечения;
- система автономного электроснабжения.
Различная аппаратура и все устройства радиолокационной станции кругового обзора устанавливались на гусеничное шасси "объект 832". Вес станции - 46 тонн. Расчет - 4 человека.
Радиолокационная станция программного обзора "Имбирь" 9С19М2 - трехкоординатная когерентно-импульсная радиолокационная станция сантиметрового диапазона, имеющая высокий энергетический потенциалом, электронное управление лучом в двух плоскостях и высокую пропускную способность.
Двухплоскостное электронное сканирование луча давало возможность во время регулярного обзора быстро обеспечивать анализ секторов целеуказания с командного пункта системы или циклические обращения с высоким темпом (1-2 сек.) к обнаруженным отметкам для их завязки в трассы в также сопровождение трасс целей имеющих высокую скорость.
Использование в радиолокационной станции узкого луча антенны (около 0,5 градусов), зондирующих сигналов, имеющих линейную частотную модуляцию и большой коэффициент сжатия, обеспечивало малый импульсный объем. Это в сочетании со схемой автокомпенсации скорости ветра, цифровой системой череспериодной компенсации и электронным сканированием обеспечивает высокую защищенность станции программного обзора от пассивных помех.
Высокий энергетический потенциал, которые достигался за счет применения в передающем устройстве усилительного клистрона большой мощности, в сочетании с используемыми электронным сканированием луча и цифровой обработкой сигналов обеспечивали хорошую степень защищенности от шумовых активных помех.
В радиолокационной станции программного обзора реализовали несколько режимов работы. Одним из режимов обеспечивалось обнаружение и сопровождение головных частей баллистических ракет типа "Першинг". Зона обзора в этом режиме составляла по азимуту от -45° до +45°, по углу места – от 26° до 75° и по дальности от 75 до 175 км. Угол наклона нормали к поверхности ФАР относительно горизонта равнялся 35 градусам. Время обзора сектора поиска, учитывая сопровождение двух трасс целей, равнялось от 12,5 до 14 секунд. Максимально может сопровождаться 16 трасс. Ежесекундно параметры движения и координаты цели передавались на командный пункт системы. Второй режим – обнаружение и сопровождение авиационных баллистических ракет типа SRAM, а также крылатых ракет с аэробаллистическим и баллистическим стартом. Зона обзора по азимуту составляла от -30° до +30°, по углу места – от 9° до 50° и по дальности – от 20 до 175 км. Параметры движения целей передавались на командный пункт 9С457с частотой 0,5 Гц.
Третий режим – обнаружение и дальнейшее сопровождение аэродинамических целей, и пеленгация постановщиков помех на дальностях до 100 километров. Зона обзора по азимуту составляла от -30°до +30°, по углу места от 0 до 50 градусов и по дальности 20-175 километров при угле наклона нормали ФАР к горизонту – 15 градусов. Направление обзора задавалось через телекодовые линии связи оператором станции или с командного пункта системы. Поступившее целеуказание с командного пункта системы при регулярном обзоре зоны автоматически прерывало обзор, а после отработки центром управления обзор возобновлялся. Скорость обновления информации зависела от размеров заданной зоны поиска и от помеховой обстановки. При этом она изменялась в диапазоне 0,3 – 16 секунд. Координаты обнаруженной цели передавались на командный пункт. Среднеквадратичные ошибки вычисления координат целей по дальности не превышали 70 метров, по азимуту – 15', пор углу места – 12'.
Аппаратура радиолокационной станции размещалась на гусеничной самоходке "объект 832". Вес станции – 44 тонны. Расчет – 4 человека.
Многоканальная станция наведения 9С32 осуществляла:
- поиск, обнаружение, захват и автоматическое сопровождение аэродинамических целей и баллистических ракет по данным указания целей с командного пункта системы и автономно (баллистических ракет – только по данным центра управления с командного пункта);
- выработку и передачу на пусковые установки производных координат и координат целей для наведения станций подсвета, находящихся на установках, а также зенитных управляемых ракет, запускаемых с пусковой установки и пускозаряжающих установок, на цели;
- управление огневыми средствами (пускозаряжающими и пусковыми установки) как централизованно (от командного пункта системы), так и автономно.
Многоканальная станция наведения ракет могла одновременно осуществлять секторный поиск целей (автономно или по данным ЦУ) и сопровождать 12 целей, при этом она могла управлять работой всех пускозаряжающих и пусковых установок зенитно-ракетного комплекса, передавая на них необходимую для наведения и пуска 12 управляемых ракет по 6 целям информацию. Станция одновременно осуществляла регулярный просмотр приземной кромки, где могли находится низколетящие цели.
Станция представляла собой многоканальную трехкоординатную по целям и управляемым ракетам когерентно-импульсную радиолокационную станцию сантиметрового диапазона. РЛС имела высокий энергетический потенциал, электронное сканирование луча в двух плоскостях, обеспечиваемое использованием в станции фазированной антенной решётки и системы управления лучом созданной на базе спец. ЭВМ.
В станции использовали моноимпульсный метод дальнометрии и пеленгации целей и разные типы зондирующих сигналов, которые обеспечивали определение координат целей, их производных с высокой разрешающей способностью и точностью. В станции во всех режимах используется цифровая обработка сигналов.
В многоканальной станции наведения ракет предусматривалось два режима работы – автономная работа и по данным центра управления от командного пункта. В первом режиме производился поиск целей по азимуту в секторе 5° и по углу места 6°. Во втором – производился обзор сектора -30°…+30° по азимуту и 0°… 18° по углу места. Биссектриса (азимут) сектора ответственности устанавливалась вращением фазированной антенной решётки в пределах ±340 градусов.
В станции использовали два типа зондирующих сигналов. Квазинепрерывный (импульсные пачки, имеющие большую дискретность) – немодулированный и с частотной линейной модуляцией в пачке. Использовался для поиска целей по данным центра управления, обзора секторов автономного поиска, а также для автоматического сопровождения целей. Импульсный сигнал, имеющий линейную частотную модуляцию, применялся лишь в случае поиска в автономном режиме.
Обработку принятых сигналов производили квазиоптимальными фильтрами. Формирование, а также обработка сигнала, имеющего внутриимпульсную линейную частотную модуляцию, осуществлялись на дисперсионных линиях задержки (высокий коэффициент сжатия). Обработку квазинепрерывного сигнала производили коррелляционно-фильтровым методом со слиянием на промежуточной частоте принимаемых сигналов при помощи узкополосных фильтров.
Для управления системами многоканальной станции наведения ракет во время поиска, обнаружения и автоматического сопровождения целей служила специальная ЭВМ. При автоматическом сопровождении сигналы ошибок передавались в следящую координатную систему, выдававшей в ЭВМ оценки во времени координат и их производных. По этим данным ЭВМ замыкала контур сопровождения и выдавала управляющие сигналы (коды) на синхронизатор, системы управления лучом, а также другие системы многоканальной станции. Неоднозначность определения скорости и дальности при поиске квазинепрерывными сигналами устранялась в режиме автоматического сопровождения при помощи производных дальности.
Многоканальной станцией наведения ракет во время работы в режиме ЦУ обеспечивалось – обнаружение истребителей на высоте более 5 тыс. м на дальности 150 км, баллистических ракет "Ланс" - 60 км, авиационных баллистических ракет типа SRAM - 80 км, баллистических ракет "Скад" - 90 км, головной части "Першинг" - 140 км. С момента обнаружения до перехода на автоматическое сопровождение цели с определением параметров движения проходило от 5 сек. (SRAM и "Першинг") до 11 сек. (истребитель). Работая в автономном режиме многоканальной станцией наведения ракет обнаружение самолетов-истребителей происходило на дальности до 140 километров. Среднеквадратические ошибки определения угловых координат, скорости и дальности целей при их автоматическом сопровождении по дальности для истребителя составляли 5-25 метров, по скорости – 0,3-1,5 м/с, по углу места и азимуту – 0,2-2 д.у. Для головной части "Першинг" по дальности – 4 90 метров, по скорости – 1,5-35 м/с, по углу места и азимуту – 0,5-1 д.у. Разрешающая способность по дальности составляла 100 метров, по углу места и азимуту – 1°, по скорости – 5 м/с.
Многоканальная станция наведения ракет состояла из:
- антенная система, основанная на пассивной фазированной антенной решётке и имеющая фазовое управление лучом шириной 1°, работавшая "на просвет" при ее облучении рупорным излучателем передатчика и приеме тем же коммутируемым рупором отраженных сигналов;
- передающей системы на оси цепочки клистронов, развивавшей среднюю мощность около 13 кВт (импульсная мощность – 150 кВт);
- приемной системы, имеющей высокочастотные усилители, которые обеспечивали высокую чувствительность – до 17 Вт;
- двух специальных ЭВМ;
- системы управления лучом;
- системы индикации;
- устройства первичной обработки сигнала;
- системы управления антеннами квадратурных автокомпенсаторов помех и основной антенной;
- следящей координатной системы;
- системы управления и сигнализации;
- системы телекодовой связи с пусковыми установками и командным пунктом системы;
- системы навигации, ориентирования и топографической привязки;
- системы автономного электроснабжения (используется газотурбинный генератор);
- системы жизнеобеспечения.
Вся указанная аппаратура устанавливалась на гусеничной самоходке "объект 833". Вес станции – 44 тыс. кг. Расчет – 6 человек.
Ожидалось, что противником в ходе операции могут быть использованы 320 ракет "Ланс", 150 "Сержант" и 350 "Першинг", имеющих максимальную дальность стрельбы 75, 140 и 740 километров соответственно.
В научно-исследовательской работе "Защита" в начале 1960-х годов впервые исследовались возможности использования в целях противовоздушной обороны. Были проведены экспериментальные стрельбы по баллистическим ракетам комплексом "Круг", имеющим дополнительный канал полуактивного самонаведения, который обеспечивал малые промахи на конечном участке траектории зенитной управляемой ракеты. Эти стрельбы показали возможность борьбы с баллистическими ракетами "Сержант" и "Ланс" при помощи зенитного ракетного комплекса, однако для решения задач противовоздушной обороны применительно к защите от баллистических ракет "Першинг" требовалось разработать комплекс нового поколения на основе высокопотенциальных радиолокационных станций наведения и обнаружения целей, а также зенитной управляемой ракеты с высокими энергетическими характеристиками.
Боевые машины комплекса С-300В
При проведении научно-исследовательской работы "Бином" в 1963-1964 годах было определено, что прикрытие объектов СВ наиболее целесообразно осуществлять совместным использованием перспективных зенитных ракетных комплексов трех типов, имеющих условное обозначение "А", "Б" и "В". Из них "А" и "Б" являлись бы универсальными, способными решать задачи как противосамолетной так и обычной противовоздушной обороны, а последний – противосамолетным. При этом наилучшими боевыми возможностями, среди которых способность поражать головных частей ракет "Першинг" должен были иметься у комплекса "А". Предполагалось, что для зенитного ракетного комплекса "А" будет разработана ракета, близкая по габаритам и массе к зенитным управляемым ракетам комплекса "Круг", однако имеющая вдвое большую среднюю скорость полета и способная за счет этого осуществить перехват ГЧ ракеты "Першинг" на высотах свыше 12 тыс. м при ожидаемом времени обнаружения и взятия баллистической цели на сопровождение. При этом даже в случае подрыва ядерного заряда мощностью 1,5 Мт потери живой открыто расположенной силы ограничивались уровнем 10 процентов, а с учетом нахождения большинства людей в различных укрытиях и бронеобъектах – намного меньшей величиной.
Особые трудности были связаны с обнаружением баллистических целей и наведением на них противоракет (ЗУР). Для этого требовалось создать высокопотенциальные радиолокационные средства нового поколения. По результатам нескольких экспериментальных работ установили, что ЭПР отделяющихся головных частей БР "Першинг", по сравнению с самолетами, на два порядка меньше. Увеличение потенциалов радиолокационных станций ростом их энерговооруженности влекло за собой существенное увеличение массы и габаритов радиолокационной станции, что ограничивало ее подвижность и мобильность. Повышение чувствительности приемника радиолокационной станции становилось причиной ухудшения помехоустойчивости. Нужно было компромиссное решение – приемлемые чувствительность приемника радиолокационной станции обнаружения и наведения и мощности передатчика.
Исходя из ожидаемого расхода БР с ЯБЧ в первом ударе потенциального противника по важнейшим фронтовым объектам, определили, что для зенитных ракетных комплексов типа "А" должно одновременно задействоваться как минимум 3 целевых канала в режиме противовоздушной обороны. Таким образом, желательно иметь многоканальные и многофункциональные станции наведения ракет, которые обеспечивают быстрый автономный поиск и обнаружение баллистических ракет в секторе возможного появления, сопровождение и обстрел противоракетами ряда из них. При этом элементы зенитного ракетного комплекса (радиолокационная станция раннего обнаружения и целеуказания, многоканальная станция наведения, пусковые установки с ЗУР) должны быть высокомобильными (самоходными, имеющими средства навигации, ориентирования и топографической привязки, передачи данных и связи, с встроенными автономными источниками электропитания).
Сравнительная диаграмма для С-300В, С-300ВМ, "Patriot" PAC-2 и PAC-3
Ограничение возможностей по дальней границе зоны поражения зенитной ракетной станции определялось допустимым весом многоканальной станции наведения ракет. Было решено, что основные элементы комплекса "А" должны устанавливаться на самоходных шасси с высокой проходимостью и полной массой менее 40-45 тонн (предельная масса по проходимости по эстакадам и мостам). Имевшиеся и конструируемые колесные шасси в качестве базы для комплекса "А" не могли быть приняты, поэтому самоходной базой должно было стать шасси тяжелого танка. Это позволяло расположить радиоэлектронную аппаратуру (передающую, приемную, индикаторную, вычислительную, управляющую и другую) вместе с аппаратурой передачи данных, связи и автономным источником питания общей массой около 20-25 тонн.
В качестве основополагающего тех. решения многоканальной станции наведения выбрали когерентно-импульсную радиолокационную станцию сантиметрового диапазона волн, имеющую пассивную фазированную антенную решетку (ФАР). Работа "на просвет" осуществлялась от рупорного излучателя передающего устройства, который подключался к приемному устройству в режиме приема отраженного сигнала. Электронное сканирование луча шириной 1 градус (в угломестной и азимутальной плоскостях) осуществляла цифровая система управления лучом, изменяющая фазу принимаемой (передаваемой) высокочастотной энергии, которая проходила через элементы решетки, содержащий фазовращатель, связанный с данной системой. Системой обеспечивался поиск и сопровождение цели в пределах от -45° до -45° по азимуту, а также по углу места относительно нормали к плоскости фазированной антенной решетки, которая устанавливалась под углом 45 градусов к горизонту.
Сектор поиска, образуемый таким образом, давал возможность обнаруживать и сопровождать баллистические ракеты с любыми углами падения, а также обеспечивал достаточный охват возможных направлений пуска ракет по прикрываемому объекту (по азимуту – 90°). Поиск и сопровождение предполагалось производить по программе, обеспечивающей более частое обращение луча во время поиска в направлении ожидаемых траекторий ракет и в приземные направления чтобы своевременно обнаружить низколетящие цели. При сопровождении обстреливаемой цели - в направлении этой цели и наводимой на нее зенитной управляемой ракеты. Сопровождение должно было осуществляться при совместной работе системы управления лучом и следящими цифровыми системами (ЗУР и пролонгаторами движения целей) многоканальной станции наведения. В станции предполагалось использовать моноимпульсный метод радиолокации. Для поиска и обнаружения целей служила суммарная диаграмма направленности и соответствующий канал приемного устройства, для сопровождения - разностные (при приеме) и суммарные (при излучении) диаграммы и соответствующие каналы входной части приемника. Суммарными диаграммами направленности и соответствующими каналами приемника обеспечивались наибольшая дальность обнаружения цели. Той же диаграммой направленности обеспечивалась наибольшая энергия облучения целей при сопровождении. Это увеличивало дальность сопровождения целей разностными каналами приемника.
Командный пункт 9С457
Каналы приемного устройства и разностные диаграммы направленности давали возможность получить высокую точность угловых координат сопровождаемой цели и ЗУР, которая присуща моноимпульсному методу радиолокации. Во время поиска предполагалось использовать более длительные импульсы с большой энергией. Во время сопровождения – пачки сигналов двойной дискретности, которые обеспечивают высокую энергетику, отличную разрешающую способность, хорошую точность сопровождения ЗУР и цели (по скорости и дальности). Все это дало возможность сочетать в станции хорошую точность сопровождения цели и большую дальность действия, обеспечить эффективную защиту от пассивных и активных помех и возможность распознавания цели по динамическим и сигнальным признакам. Расчеты показали, что при мощности передатчика 10 киловатт, чувствительности приемного устройства 10-14 Вт, ширине луча 1 градус многоканальная станция наведения зенитного ракетного комплекса "А" будет обеспечивать приемлемые дальности обнаружения самолетов и баллистических ракет, зоны прикрытия от поражения самолетов и баллистических ракет, канальность по ЗУР и целям.
В 1965 году в соответствии с результатами научно-исследовательской работы "Бином" разработали ТТЗ и исходные данные на проектирование универсального войскового зенитного ракетного комплекса типа "А". Разработку аванпроекта данного ЗРК (шифр "Призма") проводили под руководством Свистова В.М. в НИИ-20 Минрадиопрома по тому же решению военно-промышленного комплекса, что и универсальный вариант зенитного ракетного комплекса "Круг-М". Было рассмотрено два варианта зенитного ракетного комплекса.
Состав первого варианта ЗРК:
1. Командный пункт имеющий узел связи, размещаемые на 3-4 транспортных машинах.
2. Многофункциональная радиолокационная станция с фазированной антенной решеткой и рабочим сектором 60-70 градусов по углу места и азимуту, размещаемую на двух или трех транспортных единицах. Радиолокационной станцией должны были осуществляться:
- поиск, захват и сопровождение цели;
- распознавание класса цели (БР или самолет);
- выявление отделяющихся головных частей баллистической ракеты на фоне ложных целей;
- экстраполяция траектории баллистической ракеты для определения точки падения;
- управление станциями подсвета, которые обеспечивают на конечном участке траектории самонаведение ЗУР-1 и выдачу целеуказания радиолокационной станции распознавания и командного наведения (на начальных и средних участках траектории);
- управление ЗУР-1 на траектории до захвата головкой самонаведения цели.
3. Станция определения госпринадлежности цели, работающей в единой системе опознавания.
4. Станция подсвета целей, обеспечивающая захват ГСН ЗУР-1.
5. ЗУР-1 весом 5-7 тонн, имеющая комбинированную систему наведения (для уничтожения самолетов и БР).
6. ЗУР-2 весом 3-3,5 тонны имеющая командную систему наведения (для уничтожения самолетов).
7. Два типа пусковых установок (с ЗУР-1 и ЗУР-2).
8. Радиолокационная станция распознавания цели и командного наведения.
РЛС программного обзора 9С19М2 "Имбирь"
Во втором, упрощенном варианте комплекса не предусматривалось применения самонаведения для ЗУР-1.
В комплексе "Призма" количество целевых каналов можно было довести до 6 (при увеличении числа радиолокационных станций точного наведения и распознавания, а также количества ПУ с ЗУР-1 и -2).
Общее количество транспортных машин в комплексе "Призма" при трех целевых каналах составляло от 25 до 27 ед., что делало структуру комплекса громоздкой, а его – очень дорогостоящим.
Однако основные проблемы создания войскового зенитного ракетного комплекса противоракетной обороны в проекте были решены.
Данный вывод сделали в поставленной ГРАУ в 1967 году в 3 научно-исследовательских института Министерства обороны специальной научно-исследовательской работе "Ромб", целью которой была оценка аванпроекта комплекса "Призма", а также разработка на его основе проекта тактико-технического задания на опытно-конструкторские работы по созданию комплекса в приемлемых для войск противоракетной обороны СВ стоимости и структуре.
Несмотря на перенасыщенность аванпроекта "Призма" разными средствами, необходимо отметить, что разработанные под руководством Свистова В.М. в научно-исследовательской работе "Призма" основные тех. решения войскового противоракетного комплекса и аванпроект являлись, в первую очередь, доказательством реальности создания универсального войскового комплекса. Поначалу в этом было трудно убедить руководителей военно-промышленного комплекса и особенно генерального конструктора комплексов противоракетной обороны в системе противовоздушной обороны страны Кисунько Г.В., который категорически отрицал возможность создания системы на основе предложенных Свистовым В.М. решений (мобильная радиолокационная станция с фазированной антенной решеткой, дву ЗУР и так далее). Только поддержка министра радиопромышленности Калмыкова В.Д., генерального конструктора ЗРК Войск противовоздушной обороны страны Расплетина А.А. и директора НИИ-20 Минрадиопрома Чудакова П.М. позволила защитить аванпроект, и создать в дальнейшем самоходную войсковую зенитную ракетную систему С-300В.
РЛС кругового обзора 9С15М "Обзор-3"
С другой стороны, в это же время по инициативе КБ-1 Минрадиопрома и командования Войск противовоздушной обороны рассматривалось предложение создания унифицированной для трех видов вооруженных сил СССР - Сухопутных войск, Войск противовоздушной обороны и Военно-морского флота – противосамолетной ЗРС С-500У имеющей максимальную дальность поражения около 100 км. Это соответствовало требованиям по поражению самолетов комплексами "Призма" или тип "А".
Только за счет внимательного отношения Научно-технического комитета Генштаба Вооруженных сил и в первую очередь Валиева Р.А. – руководителя направления по зенитным ракетным комплексам – удалось организовать обсуждение данного предложения с заказчиками от всех видов советских Вооруженных сил и убедить участников обсуждения а том, что предлагаемая модификация системы С-500У для войск противовоздушной обороны СВ будет рациональной лишь в том случае, если сможет обеспечить противоракетную оборону в требуемой мере. Последнее в то время не требовалось для Военно-Морского флота и Войск ПВО страны, однако вызывало необходимость решения сложных дополнительных технических проблем.
С учетом результатов всесторонних нелегких обсуждений предложений по С-500У Постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР от 27.05.1969 была задана разработка для Вооруженных сил СССР по единым тактико-техническим требованиям максимально унифицированной ЗРС аналогичного типа, которая получила название С-300.
Московское конструкторское бюро "Стрела" (бывшее КБ-1 Минрадиопрома, в дальнейшем вошло в научно-производственное объединение "Алмаз") создавало для Войск противовоздушной обороны страны противосамолетную С-300П, ВНИИ РЭ Министерства судостроительной промышленности (позднее НИИ "Альтаир") создавало для Военно-морского флота комплекс С-300Ф, а НИЭ МИ Минрадиопрома (бывший НИИ-20 Минрадиопрома, позднее вошел в научно-производственное объединение "Антей") создавало универсальную противосамолетную и противоракетную систему С-300В для войск противовоздушной обороны Сухопутных войск.
Станция наведения ракет 9С32
Предусматривалось, что для противосамолетной обороны от целей, которые летят на высотах от 25 до 25 тыс. м, со скоростью до 3,5 тыс. км/час при дальностях 6 – 75 км, во всех унифицированных комплексах будет использована разрабатываемая московским конструкторским бюро "Факел" Минрадиопрома (главный конструктор Грушин В.П.) ЗУР В-500Р имеющий комбинированную систему наведения. На первом этапе создавалась упрощенная и более дешевая ЗУР В-500К имеющая радиокомандную систему наведения для применения на дальности до 50 тыс. м.
Специально для решения задач противоракетной обороны в С-300В Свердловское машиностроительное конструкторское бюро "Новатор" МАП (ОКБ-8 ГКАТ, главный конструктор Люльев Л.В., затем Смирнов В.А.) разрабатывало ракету КС-96 для уничтожения целей на высоте до 35 тыс. м. При этом было обеспечено прикрытие района в 300 км2 от ракет "Першинг".
Однако глубокой унификации средств зенитной ракетной системы С-300 не удалось достичь. В системах С-300П и С-300В были унифицированы приблизительно на 50 процентов на уровне функциональных устройств только радиолокационные станции обнаружения командного пункта. В ЗРС ВМФ и войск ПВО страны использовалась единая зенитная управляемая ракета разработки Грушина П.Д.
Создатели С-300В в процессе разработки отказались от применения зенитных управляемых ракет разработки двух разных конструкторских бюро. Предпочтение было отдано противосамолетному варианту ракеты Люльева Л.В.
Основные средства модификаций С-300 для разных видов Вооруженных сил (кроме радиолокационных станций кругового обзора систем С-300П и С-300В созданных НИИИП МРП и зенитной управляемой ракеты для С-300Ф и С-300П разработанной московским конструкторским бюро "Факел" МАП) разрабатывали различные предприятия промышленности, использовавшие свои комплектующие изделия и технологии, которые обеспечивали различные эксплуатационные требования заказчиков (флота, войск, ПВО страны) к данным средствам.
В конце восьмидесятых годов разработчики зенитно-ракетной системы С-300П и заказчики убедились, что для обеспечения защиты объектов территориальной противовоздушной обороны от оперативно-тактических баллистических ракет требуется универсальная мобильная зенитная ракетная система. Это послужило толчком к началу работ по созданию подобной системы, которая получила обозначение С-300ПМУ.
Пусковая установка 9А83
Войсковую самоходную зенитную ракетную систему С-300В разрабатывали в соответствии с едиными (общими) тактико-техническими требованиями к С-300, частными тактико-техническими требованиями к С-300В, дополнениями к тактико-техническим требованиям к С-300В, дополнением к тактико-техническим требованиям к радиолокационной станции "Обзор-3", которая используется как радиолокационная станция кругового обзора в данной системе, техническим заданием на разработку радиолокационной станции программного обзора "Имбирь", а также дополнению к нему.
В соответствии с тактико-техническими требованиями ЗРС С-300В должна была являться фронтовым средством противовоздушной обороны и предназначалась для уничтожения крылатых ракет, баллистических ракет наземного ("Першинг", "Ланс") и авиационного (SRAM) базирования, барражирующих постановщиков активных помех, самолетов тактической и стратегической авиации, боевых вертолетов в условиях массового применения указанных средств нападения, в сложной помеховой и воздушной обстановке, при ведении маневренных боевых действий прикрываемыми войсками. Предусматривалось применение двух типов ракет:
- 9М82 для действий по баллистическим ракетам "Першинг", авиационным баллистическим ракетам SRAM, по самолетам на значительном удалении;
- 9М83 для поражения баллистическим ракетам "Ланс" и Р-17 ("Скад"), аэродинамических целей.
В состав боевых средств зенитно-ракетной системы С-300В (9К81) входили:
- командный пункт 9С457, радиолокационная станция кругового обзора "Обзор-3" (9С15М);
- радиолокационная станция программного обзора "Имбирь" (9С19М2) предназначенная для обнаружения головных частей баллистических ракет "Першинг", аэробаллистических ракет SRAM, барражирующих самолетов-постановщиков на дальности до 100 тыс. м;
- четыре зенитных ракетных комплекса.
Каждый зенитный ракетный комплекс состоял из:
- многоканальной станции наведения ракет 9С32;
- пусковых установок двух типов (9А82 - с двумя зенитными управляемыми ракетами 9М82 и 9А83 - с четырьмя зенитными управляемыми ракетами 9М83);
- пускозаряжающих установок двух типов (9А84 - для работы с пусковой установкой 9А82 и зенитными управляемыми ракетами 9М82 и 9А85 - для работы с пусковой установкой 9А83 и зенитными управляемыми ракетами 9М83), а также средства тех. обеспечения и обслуживания.
Зенитные управляемые ракеты 9М82 (9М82М) и 9М83 (9М83М)
Ракеты 9М83 и 9М82 эксплуатировались в транспортно-пусковых контейнерах 9Я238 и 9Я240 соответственно.
Головным разработчиком зенитной ракетной системы С-300В в целом, разработчиком командного пункта, многоканальной станции наведения ракет, радиолокационной станции программного обзора определили НИЭМИ (Научно-исследовательский электромеханический институт) Министерства радиопромышленности. Главным конструктором системы, а также указанных средств стал Ефремов В.П.
Разработкой радиолокационной станции кругового обзора занимался Научно-исследовательский институт измерительных приборов (НИИИП) Минрадиопрома (бывший НИИ-208 ГКРЭ). Руководитель проекта – главный конструктор Кузнецов Ю.А., затем Голубев Г.Н.
Все пусковые и пускозаряжающие установки создавал Государственное КБ компрессорного машиностроения (ГКБ КМ) Минрадиопрома (ранее СКБ-203 ГКАТ, сегодня – МКБ "Старт"). Главный конструктор установок - Яскин А.И., затем Евтушенко В.С.
Для более быстрого оснащения войск высокоэффективным оружием разработку системы С-300В проводили в два этапа. Первый этап – разработка системы для борьбы с крылатыми ракетами, баллистическими ракетами "Ланс" и "Скад" и аэродинамическими целями.
Опытный образец С-300В, созданный во время первого этапа разработки (не включал в себя радиолокационную станцию программного обзора, зенитную управляемую ракету 9М82 и соответствующие ей пусковые и пускозаряжающие установки) в 1980-1981 годах проходил совместные испытания на Эмбенском полигоне Главное ракетно-артиллерийское управление Минобороны (начальник полигона Зубарев В.В.). В 1983 году под названием ЗРС С-300В1 был принят на вооружение. Новой системе путевку в жизнь дала Государственная комиссия под председательством Андерсена Ю.А.
Во время второго этапа разработки систему дорабатывали с целью обеспечения борьбы с баллистическими ракетами "Першинг-1A", "Першинг-1Б", барражирующими самолетами-постановщиками помех и аэробаллистическими целями SRAM на дальности до 100 тыс. м.
Совместные испытания полного состава системы также проводились на Эмбенском полигоне ГРАУ минобороны в 1985-1986 годах (начальник полигона Унучко В.Р.) под руководством комиссии, под председательством вновь назначенного Андерсена Ю.А. На вооружение войск противовоздушной обороны Сухопутных войск ЗРС С-300В в полном комплекте была принята в 1988 году.
Все боевые средства ЗРС размещались на обладающих высокой маневренностью и проходимостью, оборудованных аппаратурой навигации, взаимного ориентирования и топографической привязки унифицированных гусеничных шасси, разработки производственного объединения "Кировский завод". Также данные шасси применялись для САУ "Пион" и унифицированных с танком Т-80 по отдельным узлам.
Пускозаряжающая установка 9А84
Командный пункт 9С457 предназначался для управления боевыми действиями зенитного ракетного комплекса (зенитных ракетных дивизионов) С-300В при автономной работе системы и при управлении вышестоящего КП (от КП зенитной ракетной бригады) в режимах противосамолетной и противовоздушной обороны.
КП в режиме противоракетной обороны обеспечивал работу зенитного комплекса по отражению ударов обнаруженных при помощи радиолокационной станции программного обзора "Имбирь" баллистических ракет "Першинг" и авиационных баллистических ракет SRAM, осуществлял прием радиолокационных данных, управление режимами боевой работы радиолокационной станции "Имбирь" и многоканальной станции наведения, распознавание и селекцию целей по признакам траектории, автоматическое распределение целей по зенитно-ракетному комплексу, а также выдачу секторов работы радиолокационной станции "Имбирь" для обнаружения аэробаллистических и баллистических целей, помеховых направлений для определения места положения постановщиков помех. В командном пункте приняли меры для максимальной автоматизации управления.
Командным пунктом в режиме противосамолетной обороны обеспечивалась работа до четырех зенитно-ракетных комплексов (в каждом по шесть целевых каналов) по отражению налета обнаруженных радиолокационной станцией кругового обзора "Обзор-3" аэродинамических целей (максимум 200 шт.), в том числе при помехах, производил завязку и дальнейшее сопровождение трасс целей (максимум 70 шт.), прием данных о целях от вышестоящего КП и многоканальной станции наведения ракет, распознавание классов целей (баллистические или аэродинамические), выбор наиболее опасных целей.
Командным пунктом за цикл целераспределения (составлял три секунды) обеспечивал выдачу зенитно-ракетному комплексу 24 целеуказаний. Среднее работное время командного пункта от получения отметок до выдачи целеуказаний при работе с радиолокационной станцией кругового обзора (период обзора 6 сек.) составляло 17 сек. Во время работы по баллистическим ракетам "Ланс" рубежи выдачи целеуказаний составляли от 80 до 90 километров. Среднее работное время командного пункта в режиме противоракетной обороны – не более 3 секунд.
Вся аппаратура командного пункта размещалась на гусеничном шасси "объект 834". В состав аппаратуры входили: специальные вычислители (ЭВМ), аппаратура речевых и телекодовых линий связи, пост управления ЗРК (три рабочих места), аппаратура документирования работы командного пункта и боевых средств системы, аппаратура навигации, ориентирования и топографической привязки, система автономного энергоснабжения, аппаратура жизнеобеспечения. Масса ориентирования – 39 тонн. Расчет - 7 человек.
Радиолокационная станция кругового обзора "Обзор-3" (9С15М) – трехкоординатная когерентно-импульсная радиолокационная станция обнаружения сантиметрового диапазона волн имеющая мгновенную перестройку частоты, программное электронное управление лучом (1,5х1,5 градусов) в угломестной плоскости, электрогидравлическое вращение антенны по азимуту и высокую пропускную способность.
В радиолокационной станции реализовали два режима регулярного кругового обзора воздушного пространства, которые использовались для обнаружения аэродинамических целей и баллистических ракет типа "Ланс" и "Скад".
Зона обзора станции в первом режиме составляла 45 градусов по углу места. При этом инструментальная дальность обнаружения равнялась 330 км, а темп обзора - 12 секундам. На дальности 240 километров вероятность обнаружения истребителя составляла 0,5.
Зона обзора станции во втором режиме составляла 20 градусов по углу места, темп обзора - 6 сек., инструментальная дальность – 150 километров. Для обнаружения баллистических ракет в этом режиме предусматривалась программа замедления вращения антенны в секторе противоракетной обороны (около 120 градусов) и увеличения до 55 градусов сектора обзора по углу места. При этом скорость обновления информации – 9 секунд. Самолет-истребитель во втором режиме надежно обнаруживался во всей инструментальной дальности. Дальность обнаружения баллистической ракеты типа "Ланс" составляла не менее 95 тыс. м., а ракет типа "Скад" – не менее 115 тыс. м.
Для увеличения потенциала радиолокационной станции в отдельных направлениях, ее защиты от пассивных, активных и комбинированных помех предусматривалось еще четыре программы снижения скорости вращения антенны станции, которые можно было реализовать в двух режимах регулярного обзора. Темп обновления информации при использовании данных программ увеличивался на 6 секунд, а сектор замедления равнялся 30 градусам.
Помехозащищенность радиолокационной станции обеспечивалась использованием антенны, имеющей низкий и быстро спадающий до уровня фона (около 50 дБ) уровень боковых лепестков диаграммы направленности, оптимальной фильтрацией и ограничением эхо-сигналов, автоматической временной регулировкой усиления приемника, трехканальным автокомпенсатором помех, нелинейной схемой отбора движущихся целей (автоматический учетом скорости ветра, анализ интенсивности помехи и некогерентное накоплением сигналов), автоматическим межобзорным бланкированием некоторых участков зондируемых направлений имеющих интенсивный уровень помех от местных объектов. Станция могла определять пеленги (угловые координаты) самолетов-постановщиков заградительной шумовой помехи и выдавать их на командный пункт ЗРС С-300В. На участке интенсивных помех от местных объектов и метеообразований существовала возможность бланкирования автоматического съема данных.
Радиолокационная станция кругового обзора в режиме автоматического съема данных обеспечивала за период обзора выдачу до 250 отметок, среди которых до 200 отметок могло быть целей.
Среднеквадратическая ошибка определения координат целей составляли: по дальности – менее 250 м, по азимуту – менее 30' по углу места – менее 35'.
Разрешающая способность станции была по дальности – 400 м, по угловым координатам - 1,5°.
Радиолокационная станция кругового обзора состояла из следующих устройств:
- антенна, представлявшая собой одномерную плоскую волноводную решетку, имеющую программное электрогидравлическое вращение по азимуту и электронное сканирование луча по углу места;
- передающее устройство, которое выполнено на лампе бегущей волны и двух амплитронах (средняя мощность около 8 кВт);
- приемное устройство, имеющее усилитель высокой частоты на лампе бегущей волны (чувствительность около 10-13 Вт);
- устройство автоматического съема данных;
- устройство помехозащиты;
- вычислительное устройство, основанное на базе 2 спец. ЭВМ;
- аппаратура определения госпринадлежности системы "Пароль";
- аппаратура навигации, ориентирования и топопривязки;
- газотурбинный агрегат питания, аппаратура речевой и телекодовой связи с командным пунктом системы С-300В, аппаратура жизнеобеспечения;
- система автономного электроснабжения.
Различная аппаратура и все устройства радиолокационной станции кругового обзора устанавливались на гусеничное шасси "объект 832". Вес станции - 46 тонн. Расчет - 4 человека.
Радиолокационная станция программного обзора "Имбирь" 9С19М2 - трехкоординатная когерентно-импульсная радиолокационная станция сантиметрового диапазона, имеющая высокий энергетический потенциалом, электронное управление лучом в двух плоскостях и высокую пропускную способность.
Двухплоскостное электронное сканирование луча давало возможность во время регулярного обзора быстро обеспечивать анализ секторов целеуказания с командного пункта системы или циклические обращения с высоким темпом (1-2 сек.) к обнаруженным отметкам для их завязки в трассы в также сопровождение трасс целей имеющих высокую скорость.
Использование в радиолокационной станции узкого луча антенны (около 0,5 градусов), зондирующих сигналов, имеющих линейную частотную модуляцию и большой коэффициент сжатия, обеспечивало малый импульсный объем. Это в сочетании со схемой автокомпенсации скорости ветра, цифровой системой череспериодной компенсации и электронным сканированием обеспечивает высокую защищенность станции программного обзора от пассивных помех.
Высокий энергетический потенциал, которые достигался за счет применения в передающем устройстве усилительного клистрона большой мощности, в сочетании с используемыми электронным сканированием луча и цифровой обработкой сигналов обеспечивали хорошую степень защищенности от шумовых активных помех.
В радиолокационной станции программного обзора реализовали несколько режимов работы. Одним из режимов обеспечивалось обнаружение и сопровождение головных частей баллистических ракет типа "Першинг". Зона обзора в этом режиме составляла по азимуту от -45° до +45°, по углу места – от 26° до 75° и по дальности от 75 до 175 км. Угол наклона нормали к поверхности ФАР относительно горизонта равнялся 35 градусам. Время обзора сектора поиска, учитывая сопровождение двух трасс целей, равнялось от 12,5 до 14 секунд. Максимально может сопровождаться 16 трасс. Ежесекундно параметры движения и координаты цели передавались на командный пункт системы. Второй режим – обнаружение и сопровождение авиационных баллистических ракет типа SRAM, а также крылатых ракет с аэробаллистическим и баллистическим стартом. Зона обзора по азимуту составляла от -30° до +30°, по углу места – от 9° до 50° и по дальности – от 20 до 175 км. Параметры движения целей передавались на командный пункт 9С457с частотой 0,5 Гц.
Третий режим – обнаружение и дальнейшее сопровождение аэродинамических целей, и пеленгация постановщиков помех на дальностях до 100 километров. Зона обзора по азимуту составляла от -30°до +30°, по углу места от 0 до 50 градусов и по дальности 20-175 километров при угле наклона нормали ФАР к горизонту – 15 градусов. Направление обзора задавалось через телекодовые линии связи оператором станции или с командного пункта системы. Поступившее целеуказание с командного пункта системы при регулярном обзоре зоны автоматически прерывало обзор, а после отработки центром управления обзор возобновлялся. Скорость обновления информации зависела от размеров заданной зоны поиска и от помеховой обстановки. При этом она изменялась в диапазоне 0,3 – 16 секунд. Координаты обнаруженной цели передавались на командный пункт. Среднеквадратичные ошибки вычисления координат целей по дальности не превышали 70 метров, по азимуту – 15', пор углу места – 12'.
Аппаратура радиолокационной станции размещалась на гусеничной самоходке "объект 832". Вес станции – 44 тонны. Расчет – 4 человека.
Многоканальная станция наведения 9С32 осуществляла:
- поиск, обнаружение, захват и автоматическое сопровождение аэродинамических целей и баллистических ракет по данным указания целей с командного пункта системы и автономно (баллистических ракет – только по данным центра управления с командного пункта);
- выработку и передачу на пусковые установки производных координат и координат целей для наведения станций подсвета, находящихся на установках, а также зенитных управляемых ракет, запускаемых с пусковой установки и пускозаряжающих установок, на цели;
- управление огневыми средствами (пускозаряжающими и пусковыми установки) как централизованно (от командного пункта системы), так и автономно.
Многоканальная станция наведения ракет могла одновременно осуществлять секторный поиск целей (автономно или по данным ЦУ) и сопровождать 12 целей, при этом она могла управлять работой всех пускозаряжающих и пусковых установок зенитно-ракетного комплекса, передавая на них необходимую для наведения и пуска 12 управляемых ракет по 6 целям информацию. Станция одновременно осуществляла регулярный просмотр приземной кромки, где могли находится низколетящие цели.
Станция представляла собой многоканальную трехкоординатную по целям и управляемым ракетам когерентно-импульсную радиолокационную станцию сантиметрового диапазона. РЛС имела высокий энергетический потенциал, электронное сканирование луча в двух плоскостях, обеспечиваемое использованием в станции фазированной антенной решётки и системы управления лучом созданной на базе спец. ЭВМ.
В станции использовали моноимпульсный метод дальнометрии и пеленгации целей и разные типы зондирующих сигналов, которые обеспечивали определение координат целей, их производных с высокой разрешающей способностью и точностью. В станции во всех режимах используется цифровая обработка сигналов.
В многоканальной станции наведения ракет предусматривалось два режима работы – автономная работа и по данным центра управления от командного пункта. В первом режиме производился поиск целей по азимуту в секторе 5° и по углу места 6°. Во втором – производился обзор сектора -30°…+30° по азимуту и 0°… 18° по углу места. Биссектриса (азимут) сектора ответственности устанавливалась вращением фазированной антенной решётки в пределах ±340 градусов.
В станции использовали два типа зондирующих сигналов. Квазинепрерывный (импульсные пачки, имеющие большую дискретность) – немодулированный и с частотной линейной модуляцией в пачке. Использовался для поиска целей по данным центра управления, обзора секторов автономного поиска, а также для автоматического сопровождения целей. Импульсный сигнал, имеющий линейную частотную модуляцию, применялся лишь в случае поиска в автономном режиме.
Обработку принятых сигналов производили квазиоптимальными фильтрами. Формирование, а также обработка сигнала, имеющего внутриимпульсную линейную частотную модуляцию, осуществлялись на дисперсионных линиях задержки (высокий коэффициент сжатия). Обработку квазинепрерывного сигнала производили коррелляционно-фильтровым методом со слиянием на промежуточной частоте принимаемых сигналов при помощи узкополосных фильтров.
Для управления системами многоканальной станции наведения ракет во время поиска, обнаружения и автоматического сопровождения целей служила специальная ЭВМ. При автоматическом сопровождении сигналы ошибок передавались в следящую координатную систему, выдававшей в ЭВМ оценки во времени координат и их производных. По этим данным ЭВМ замыкала контур сопровождения и выдавала управляющие сигналы (коды) на синхронизатор, системы управления лучом, а также другие системы многоканальной станции. Неоднозначность определения скорости и дальности при поиске квазинепрерывными сигналами устранялась в режиме автоматического сопровождения при помощи производных дальности.
Многоканальной станцией наведения ракет во время работы в режиме ЦУ обеспечивалось – обнаружение истребителей на высоте более 5 тыс. м на дальности 150 км, баллистических ракет "Ланс" - 60 км, авиационных баллистических ракет типа SRAM - 80 км, баллистических ракет "Скад" - 90 км, головной части "Першинг" - 140 км. С момента обнаружения до перехода на автоматическое сопровождение цели с определением параметров движения проходило от 5 сек. (SRAM и "Першинг") до 11 сек. (истребитель). Работая в автономном режиме многоканальной станцией наведения ракет обнаружение самолетов-истребителей происходило на дальности до 140 километров. Среднеквадратические ошибки определения угловых координат, скорости и дальности целей при их автоматическом сопровождении по дальности для истребителя составляли 5-25 метров, по скорости – 0,3-1,5 м/с, по углу места и азимуту – 0,2-2 д.у. Для головной части "Першинг" по дальности – 4 90 метров, по скорости – 1,5-35 м/с, по углу места и азимуту – 0,5-1 д.у. Разрешающая способность по дальности составляла 100 метров, по углу места и азимуту – 1°, по скорости – 5 м/с.
Многоканальная станция наведения ракет состояла из:
- антенная система, основанная на пассивной фазированной антенной решётке и имеющая фазовое управление лучом шириной 1°, работавшая "на просвет" при ее облучении рупорным излучателем передатчика и приеме тем же коммутируемым рупором отраженных сигналов;
- передающей системы на оси цепочки клистронов, развивавшей среднюю мощность около 13 кВт (импульсная мощность – 150 кВт);
- приемной системы, имеющей высокочастотные усилители, которые обеспечивали высокую чувствительность – до 17 Вт;
- двух специальных ЭВМ;
- системы управления лучом;
- системы индикации;
- устройства первичной обработки сигнала;
- системы управления антеннами квадратурных автокомпенсаторов помех и основной антенной;
- следящей координатной системы;
- системы управления и сигнализации;
- системы телекодовой связи с пусковыми установками и командным пунктом системы;
- системы навигации, ориентирования и топографической привязки;
- системы автономного электроснабжения (используется газотурбинный генератор);
- системы жизнеобеспечения.
Вся указанная аппаратура устанавливалась на гусеничной самоходке "объект 833". Вес станции – 44 тыс. кг. Расчет – 6 человек.