НОВЫЙ ОБЛИК ПРО

 
А. УЛАНОВСКИЙ,
старший лейтенант
 
Проблемные вопросы модернизации средств противоракетной обороны
 
Актуальность модернизации
 
К настоящему времени проблема противоракетной обороны обрела качественно новый облик, на это оказали влияние перемены в военно-политической и военно-технических отраслях.
Во-первых, при выработке концепции развития систем вооружения стоит принимать во внимание факт преобразования военной теории в части, касающейся применения стратегических сил. XXI век войдет в историю военных конфликтов как рубеж, на котором планы массированных стратегических ударов ядерного оружия с целью уничтожения стратегических объектов и крупных населенных пунктов передают эстафету военно-полицейским операциям, проводящимися ограниченным контингентом на территории одной административной единицы в кратчайший промежуток времени. Доктрина «глобального удара» трансформировалась, многократно уменьшившись в масштабах пространства, времени, численности войск, но ни в коем случае это не относится к количеству средств поражения. Это говорит о том, что успешное развитие военного наступления очень скоро превращает оперативное значение объекта или района в значение стратегическое. Несмотря на это, угроза нанесения глобального удара стратегическими средствами ракетно-космического нападения остается актуальной в современном мире. Поэтому стагнация в вопросах развития стратегических вооружений и средств борьбы с ними может привести к возможностям нанесения неприемлемого ущерба административно-промышленным центрам на территории Российской Федерации. Опасения экспертов, исследующих варианты ведения масштабных боевых действий в воздушно-космическом пространстве, подкрепляются опытом нанесения воздушно-ракетных ударов силами коалиции по объектам Сирийской Арабской Республики [1]. Данные события дают основу для суждения военных теоретиково воздушно-космическом пространстве как самостоятельном театре военных действий, где способны в кратчайшие сроки разворачиваться элементы информационно-ударных систем.
Зенитная ракетная система С-400 «Триумф»
 
Во-вторых, на современном этапе ЗРК и ЗРС, составляющие основу войск ПВО, по своим техническим характеристикам способны противодействовать ударам баллистических и крылатых ракет [2]. Ранее в этот термин вкладывалась возможность поражения ракет средней и малой дальности (тактические и оперативно-тактические — по классификации НАТО), однако технический прогресс позволил на новом витке модернизации достичь возможностей борьбы с баллистическими целями, идентичными по своим характеристикам боевыми блоками межконтинентальных ракет.
Совокупность двух упомянутых факторов стирает грань между средствами ПВО и ПРО, между средствами борьбы с воздушно-ракетным нападением и средствами ракетно-космического нападения. Вопрос определения рамок интеграции систем ПВО и ПРО, определения комплексных задач обеспечения противодействия ракетным ударам лежит в плоскости организационных решений органов военного управления.
Попробуем переместиться в плоскость научно-технических и инженерных концепций построения системы ПРО Российской Федерации в классическом понимании данного термина — как средства борьбы с межконтинентальными баллистическими ракетами.
Военно-политическая обстановка с начала века насыщена событиями вокруг проблемы ПРО: развертывание элементов НПРО США в Восточной Европе, испытание ракет для поражения космических аппаратов, развертывание морской группировки средств противоракетной обороны. Совокупность этих факторов породила риторику, в которой стратегические системы ПРО становятся четвертым элементом ядерной триады государства [3]. Именно поэтому приобрели актуальность проблемы развития этого уникального средства стратегического сдерживания.
Противоракетная оборона Российской Федерации содержит на вооружении одну систему, построенную на базе многоканальной радиолокационной станции «Дон», обеспечивающей обнаружение и сопровождение баллистических целей на заатмосферном участке полета с последующей выдачей команд на стартовые позиции для запуска и наведения противоракет. Данная система имеет место постоянной дислокации вблизи московского административно-промышленного центра, не является мобильной, сопряжена в единую систему средств СПРН и ККП. Несмотря на одностороннюю денонсацию правительством США соглашений, достигнутых в договоре по ПРО в 1972 году (а также уточненных в протоколе 1974 года), РФ продолжает одностороннее соблюдение упомянутых соглашений.
Задачи и цели модернизации тесно связаны с передовыми достижениями в развитии МБР за последнее десятилетие. В марте 2018 года Верховный главнокомандующий Вооруженными Силами Российской Федерации Владимир Владимирович Путин известил общественность о модернизации стратегических вооружений  [4]. Особый интерес военных специалистов, отечественных и зарубежных аналитиков вызвало появление гиперзвуковых и маневрирующих боевых блоков межконтинентальных баллистических ракет. Спустя год, в декабре 2019 года, Министр обороны Российской Федерации Сергей Кужугетович Шойгу доложил о заступлении на боевое дежурство первого ракетного комплекса, снаряженного маневрирующим боевым блоком [5].
Ресурс жидкостных МБР, разработанных в 70-80 годы XX века в СССР, позволяет продолжать эксплуатацию данного типа ЛА, именно поэтому на базе УР-100 НУТТХ (на вооружении с 1976 года, продолжение семейства УР-100) разработана ракета, передовые технологии которой сконцентрировались в ее головной части. Создание и развертывание комплекса «Авангард» сводит на минимум усилия военных, ученых и инженеров, трудившихся над современным и перспективным обликом НПРО США. Успешное испытание ракеты «Авангард» заставило военные круги США считать себя отставшими в гонке гиперзвуковых вооружений, что повлекло дополнительное финансирование военно-научных организаций. Даже перспективные лазерные системы не применимы для поражения гиперзвуковых целей, так как на поверхности корпуса протекает интенсивный теплообмен, что снижает поражающий фактор квантового излучения, не говоря уже о трудностях обнаружения и вычисления траектории такого ЛА. Окончательно превосходство военной организации России в вопросах разработки и постановки на вооружение гиперзвуковых ракет закрепилось после освещения фактов успешного применения ракет «Кинжал» и «Циркон» [6].
 Данные события отразились не только на актуальности развития средств доставки стратегических вооружений, но также и на развитии средств противоракетной обороны. С этой исторической отметки стартовал новый виток развития проблемы противоракетной обороны. Вместе с наращиванием доли межконтинентальных баллистических ракет, снаряженных средствами преодоления ПРО, прямо пропорционально растет в течение времени важность своевременного накопления и реализации технического потенциала средств противоракетной обороны, а также поддержание средств борьбы с ракетно-космическим нападением в готовности предоставить симметричный ответ современным угрозам международной безопасности.
 
Проблемы внедрения инновационных технологий в систему противоракетной обороны
 
Более современной и актуальной проблемой противоракетной обороны становится вопрос сопряжения изделий и устройств, функционирующих на новых физических принципах, с системами, принятыми на вооружение на рубеже веков. Решение вопроса тотальной модернизации затрудняется необходимостью поддержания постоянной боеготовности систем. Требуется выработка поэтапного алгоритма замены узлов, функционирующих на элементах производства советского периода, на современные элементы. Данная задача упрощается компактностью приборов и элементов, изготовленных по новаторским технологиям в микроэлектронике. В обозримом будущем разрешится задача модульного построения вычислительных средств, что позволит в кратчайший срок переподключать в логических и электрических цепях аналогичные по функционалу элементы. Фактически монтаж полупроводниковых и микропроцессорных элементов будет протекать в два этапа: на первом этапе инженерам предстоит вывести на прежние рабочие характеристики комплексы с новой элементной базой, на втором этапе — доработка в интересах оптимизации режимов функционирования и повышение характеристик комплексов. Более ресурсоемкий путь — строительство новых зданий и сооружений (в том числе фортификационных) с последующим развертыванием на их площадях узлов и агрегатов нового поколения. Любой иной подход повлечет за собой недопустимое понижение боевой готовности противоракетного комплекса.
Зенитно-ракетный комплекс войсковой ПВО «Оса»
 
Особенность системы противоракетной обороны заключается в том, что каждый ее элемент решает свои уникальные задачи и имеет неповторимое техническое исполнение: вычислительные средства командного пункта не способны осуществлять сбор сведений о состоянии противоракеты в обход средств управления стартовой позицией, равно как вычислительный комплекс стартовой позиции не способен на обработку сведений о радиолокационной обстановке. Интересное замечание: в СМИ не редко бравируют эпитетами «уникальный» или «не имеющий аналогов», однако при подробном изучении ТТХ и устройства такого образца военной техники специалисты приходят к единому мнению об ограниченном потенциале модернизации. Это означает, что на новом витке эволюции военной техники меняется внешний облик и внутреннее устройство образцов военной техники последующих поколений. Первичной задачей военных экспертов и специалистов станет комплексная оценка необходимости перевооружения системы противоракетной обороны, исходя из военно-политической обстановки, стратегических целей вероятного противника, характера предстоящих боевых действий и наличия оптимальных путей решения проблемы противоракетной обороны.
Направления модернизации летательных аппаратов
 
Немаловажным направлением модернизации со своей проблематикой является развитие летательных аппаратов — противоракет. Оценивая возможности перспективных боевых блоков, специалисты приходят к заключению, что теоретическая возможность поражения гиперзвуковых маневрирующих целей есть. Однако резко возрастает число ракет в одном наряде с двух до пятидесяти. Данный факт предполагает две альтернативы: первый путь — американский — ставка на разработку гиперзвуковых противоракет [7], второй путь — отечественный — повышение боевых возможностей стоящей на вооружении противоракеты.
Повышение скорости движения противоракет приводит к сокращению времени движения боевого блока до достижения точки встречи, а значит, сокращает возможности последнего для отклонения от генеральной директории движения. Возрастание скоростей движения ракет и противоракет накладывает новые требования к характеристикам и возможностям средств детекции, селекции, экстраполяции и наведения. Более рациональное решение презентовали разработчики отечественных противоракет. Стоит напомнить, что сложными процессами управления и стабилизации полета маневрирующего боевого блока управляют электронные системы. Под воздействием направленного излучения такие системы с высокой вероятностью исчерпают ресурс отказоустойчивости, что может привести к уходу боевого блока с назначенного курса и потере управлением маневром. Такое излучение является одним из поражающих факторов ядерного взрыва. Фактически решение задачи перехвата сложных маневрирующих целей получили в СССР еще в 60-х гг. XX века, установив взамен осколочно-фугасной боевой части, заряд в специальном снаряжении. Заслуга современных ученых и инженеров состоит в максимизации полезного эффекта при перехвате боевых блоков.
Многоканальная радиолокационная станция «Дон»
 
В угоду скептикам стоит отметить, что натурный эксперимент, доподлинно воспроизводящий перехват сложной баллистической цели, не проводился ни в России, ни в иностранных государствах, а значит, и боевые возможности таких противоракет лишь теоретические.
В современном мире возрастают масштабы угроз ракетно-космического нападения. Дело в том, что полеты в космическое пространство стали доступны не только крупным державам, но и коммерческим корпорациям [8]. Это свидетельствует о теоретической возможности появления межконтинентальных баллистических (стратегических — в классификации НАТО) ракет в арсенале любого государства. В таких условиях модели перспективных противоракет должны быть пригодными для массового производства, в том числе на конверсируемых предприятиях.
Решение задачи краткосрочного наращивания численности противоракет в военной организации России достижимо следующими путями:
 во-первых, разработка новой компоновки противоракет, способных к размещению на мобильных ЗРК, ОТРК, ПГРК;
 во-вторых, разработка унифицированной головной части, способной при корректировке исходных данных о характеристиках ступеней ракеты после установки на любую снятую с вооружения ракету (оперативно-тактическую, зенитную, межконтинентальную) осуществить выход летательного аппарата на курс боевого блока;
 в-третьих, разработка противоракеты с жидкостным двигателем, такой шаг определен многолетним опытом эксплуатации и обслуживания твердотопливных ракет, требующих длительного периода и высокоточных приборов на этапе производства («закладки» твердого топлива), а также высокими требованиями по поддержанию ТВР в транспортно-пусковых контейнерах.
Наличие подобных технологий позволит при эскалации военно-политической обстановки поставить на вооружение в любой точке России противоракетный комплекс, а также при необходимости развернуть его на территории дружественных и союзнических государств. Избыточное число противоракет и объектов наземной инфраструктуры подготовки и проведения пуска, лишь составная часть решения задачи развертывания массированной группировки средств противоракетной обороны. Отсутствие радиолокационных и вычислительных средств, способных по своим характеристикам обеспечить решение задач перехвата средств ракетно-космического нападения, сведет на нет усилия по наращиванию арсенала противоракетных летательных аппаратов. Поскольку радиолокационные средства в инженерном исполнении являются сложными техническими системами, приобретает актуальность вопрос снижения требований к характеристикам радиолокационных средств. Одним из путей решения является оснащение противоракет средствами самостоятельного наведения на траекторию движения маневрирующего боевого блока. На заре становления противоракетной техники предложения о внедрении такого средства (именуемого в НИР 1960-х гг. «координатор») неоднократно высказывались, однако не нашли практической реализации. Главная причина — проблема согласования бортовых вычислительных средств и наземного экстраполятора, выполняющего функции прокладки встречного курса на основании данных о предполагаемой траектории движения боевого блока. Современные технические решения способны обеспечить преодоление проблемы данного согласования. В настоящее время в различных ракетах реализованы принципы самонаведения: радиолокационный, лазерный, тепловой, оптико-электронный. Ионизация воздушных масс и явление плазмообразования при входе боевого блока в атмосферный участок полета затрудняет применение радиолокационных головок самонаведения. Функционирование лазерной головки самонаведения зависит от характеристик луча квантового излучения, направленного со стационарной позиции на баллистическую цель. Такой метод наведения не реализуем в условиях гиперзвуковых скоростей передвижения боевых блоков и противоракет. Из опыта эксплуатации возвращаемых космических модулей известно о явлении нагревания внешней поверхности объекта, входящего из космического пространства в верхние слои атмосферы. Детектировать такое тепловое излучение на расстоянии в 100–150 километров почти невозможно. Развитие современных технологий гиперспектрального анализа позволит найти решение для модернизации оптико-электронных средств в направлении выявления «теплого следа» боевого блока и наведения по нему. Иными словами, классическая тепловая головка самонаведения направит противоракету на наиболее нагретый объект, что в условиях плазмообразования приведет к наведению на ложную цель. Произвести селекцию объектов на тепловой картине реально внедрением аппаратных средств ограничения диапазона регистрируемых волн инфракрасного излучения. Такие технологии внедряются в тепловизионных (сочетающих тепловой и телевизионный принципы наведения) головках самонаведения. Подробные выводы и практические рекомендации будут получены после начала экспериментальных работ.
Таким образом, на конечном этапе полета перед перехватом, где радиолокационные и вычислительные средства не смогут обеспечить своевременную экстраполяцию траектории движения маневрирующего боевого блока и корректировку наведения противоракеты, применение головок самонаведения, основанных на принципах детекции теплового излучения оптико-электронными средствами, позволит повысить вероятность успешного перехвата. За счет качественной модернизации средств противоракетной обороны значительно снизятся требования, предъявляемые к радиолокационным средствам.
 
Проблемные вопросы развития радиолокационных средств для систем противоракетной обороны
 
Первоочередная задача перехвата возлагается на радиолокационные средства: обнаружение сложной баллистической цели. Технические характеристики МРЛС «Дон», стоящей на вооружении Московской зоны ПРО, превосходят многие аналогичные станции и комплексы, стоящие на вооружении США и стран НАТО. Научно-технический задел, реализованный в станции «Дон» на несколько десятилетий, обеспечил высокие боевые характеристики противоракетного комплекса в противостоянии с перспективными образцами гиперзвуковых вооружений [9]. При этом существует ряд трудноразрешимых вопросов повседневной эксплуатации радиолокационных средств.
Проблема заключается в оснащении ныне стоящих на вооружении радиолокационных станций и комплексов устаревшей элементной базой. Электронные лампы, как и полвека назад, эксплуатируются в агрегатах РЛС дальнего обнаружения. Сокращение производственных мощностей определяет ненулевую вероятность возникновения дефицита электронных ламп. Применение полупроводниковой базы затруднено специфическими характеристиками радиоволнового излучения, генерируемого в устройствах на основе транзисторов, а также научно-техническими решениями, которые легли в основу обеспечения работоспособности комплекса в условиях радиоэлектронного подавления, в том числе при распространении электромагнитного импульса после подрыва ядерного заряда. Наравне с радиолокационными средствами обнаружения и сопровождения баллистических целей актуальным становится рассмотрение вопроса внедрения оптических средств.
Российский гиперзвуковой авиационный ракетный комплекс «Кинжал»
 
Оптические средства широко применяются для определения траекторных характеристик летательных аппаратов при проведении испытаний, однако к вопросу об их эксплуатации в боевых системах относятся скептически. Впервые вопрос о применении подобных средств возникал на заре становления противоракетной обороны в — 60-е годы прошлого столетия. В те времена требовалось обязательное присутствие оператора для расшифровки полученных сведений и их передачи на вычислительные средства.
В современном мире активно внедряются системы машинного распознавания характеристик наблюдаемого объекта (пример — полицейские системы обнаружения человека или транспортного средства по камерам наружного наблюдения). Вопрос внедрения таких средств в системы военного назначения остается открытым. Оценивая возможности применения оптических средств как вспомогательной системы для селекции и наведения на боевой блок МБР, стоит упомянуть следующие факты: во-первых, за многолетний период проведения испытательных работ на полигонах СССР и РФ накоплена внушительная база теоретических знаний о порядке проведения измерений и обработке их результатов, во-вторых, речь будет идти о многопозиционной системе оптического наблюдения, а значит  — существует практическая возможность проверки пригодности оптических средств, стоящих на вооружении в настоящий период времени, путем проведения испытаний на полигонах РФ, в-третьих, подобный массив данных не поддается обработке в режиме реального времени при участии человека.
Последний пункт требует разработки аппаратно-программного комплекса с применением нейросетевых технологий, обеспечивающих регистрацию, обработку и передачу на центральную вычислительную машину сведений о летательном аппарате без участия человека. В том случае, если результаты эксперимента не подтвердят возможность боевого применения оптических средств, в качестве результатов исследований будет получен необходимый опыт внедрения технологий искусственного интеллекта в технические системы военного назначения.
 
Концепция обновления аппаратно-программного комплекса для систем военного назначения
 
Приоритетным направлением развития вычислительных средств систем противоракетной обороны является повышение производительности и быстродействия компьютеров и их процессоров. Данная задача выполнима для любого персонального компьютера, но говоря, о вычислительных средствах военного назначения, имеются два существенных ограничения ,усложняющих достижение этой цели.
Во-первых, речь идет о соблюдении условий импортозамещения иностранных элементов микроэлектроники на аналогичные отечественного производства. Тотальный характер обновления элементной базы вычислительных средств военного назначения грозит дефицитом комплектующих для вычислительных средств. Данная проблема шире проблемы ПРО, затрагивает многие системы вооружений и военного назначения в ВС РФ, а потому будет решаться на государственном уровне.
Во-вторых, в интересах оптимального эксплуатирования вычислительных средств требуется разработка нового программного обеспечения, которое должно удовлетворять современным требованиям. В первую очередь речь идет об обеспечении конфиденциальности, обрабатываемой информации, а значит, программное обеспечение должно обеспечивать функционирование криптографических алгоритмов без ущерба производительности и без понижения скорости обмена данными между элементами системы.
Гиперзвуковая ракета
 
Модернизированное оборудование рабочих мест операторов, эксплуатирующих ЭВМ-терминалы управления составными частями системы ПРО, в настоящее время оснащено интерфейсом,  аналогичным тому, что присутствовал в аппаратуре прошлых поколений (разработки советского периода). Такое решение способствовало сокращению сроков переобучения операторов, владеющих знаниями, умениями и навыками эксплуатации систем предыдущих поколений. Однако расширение масштабов внедрения вычислительных средств в системы военного назначения способствует унификации ЭВМ и алгоритмов их функционирования, следовательно — для сокращения сроков подготовки новых кадров актуальность обретает вопрос разработки интуитивно-понятного интерфейса рабочих мест операторов.
Средства массовой информации активно обсуждают формирование в военно-политических взаимоотношениях между Россией и США риторики, способствующей старту нового витка гонки вооружений. Свою актуальность имеет решение вопросов внедрения нейросетевых технологий в техническое оснащение систем ПРО. На данном этапе развития отсутствует критическая необходимость применения нейросетевых технологий для решения задач перехвата баллистических целей. Применение нейросетей позволит обрести научно-технический задел для последующих этапов модернизации средств противоракетной обороны (при проектировании системы 4-го и последующих поколений). В условиях форсированного процесса разработки и принятия на вооружение в арсенале потенциального агрессора в кратчайшие сроки может появиться средство, способное снизить эффективность применения имеющихся средств противоракетной обороны. Применение нейросетевых технологий, характеризующихся функцией обучения, а значит стремления к выработке оптимальных алгоритмов управления элементами системы ПРО, актуально внедрять в настоящее время, когда угроза эскалации крупного военного конфликта находится на стадии значительного повышения уровня опасности.
Делегирование функций управления системами вооружения искусственному интеллекту в настоящее время является неприемлемым, однако уже на современном уровне технического прогресса применение таких технологий допустимо при решении задач повседневной деятельности. Так, применение голосовых ассистентов с искусственным интеллектом может оказать неоценимую помощь при проведении различных видов технического обслуживания и ремонта вооружений.
Таким образом, существует внушительный ассортимент путей модернизации технического оснащения систем ПРО. Отдельные вопросы оптимизации стоящих на вооружении элементов системы ПРО разрешимы путем рационализации алгоритмов функционирования действующих узлов и агрегатов, дополнения их инновационными разработками отечественных научно-исследовательских организаций. Заблаговременное начало работ по проведению научных исследований в различных аспектах проблемы противоракетной обороны позволит избежать потребности в тотальной, а значит ресурсоемкой модернизации в угоду планомерному и поэтапному внедрению передовых технологий.
Главное, что необходимо помнить ученым и инженерам перед стартом новой гонки вооружений, — полвека назад передовыми были военные разработки и технологии, которые медленно внедрялись в гражданские отрасли, а в настоящее время процесс военно-технического прогресса носит обратный характер. С появлением персональных компьютеров и интернета развитие исследований в мирных отраслях приобрело галопирующий характер.
Задача современных научных специалистов, работающих над обликом перспективных систем военного назначения, выявить и внедрить инновации гражданской науки для рационализации и оптимизации алгоритмов функционирования образцов вооружений и военной техники.
 
 
ЛИТЕРАТУРА: