Фигурата „Кобра“ не е само шоу

Основите на фигурата „Кобра“, изпълнявана от самолет, най-напред е изследвана, демонстрирана и дълго пазена в тайна от ВВС на Швеция още през 1960 г. Самолетът, изпълнявал частично ефектната фигура, е изтребител тип Saab 35 Draken. Задачата е била да се осъществи маньовър, представляващ динамично рязко намаляване на скоростта на самолета с цел заставане в задната полусфера на преследващия го противников самолет, т.е. в позиция удобна за стрелба. При този маньовър самолетът изменя положението си по тангаж и застава почти вертикално. Съответно скоростта му рязко спада. Маньовърът е известен с термина „cort parad“ (термин, взаимстван от фехтовката, когато фехтовачът застава в защитна поза „мирно“, а шпагата е пред лицето му). Летците бързо са усвоили дадения маньовър и са го използвали в случай на необходимост за рязко намаляване скоростта на самолета.

По същество фигурата от висшия пилотаж „Кобра“ използва възможностите за управление на самолета по тангаж с излизане на свръхголеми (задкритични) ъгли на атака и се отнася към режимите за свръхманевреност на реактивния самолет. Съвременните бойни самолети от аеродинамична гледна точка са неустойчиви. Това е направено така, за да се осигури свръхманевреност. Управление и устойчивост са противоположни понятия. Аеродинамичната устойчивост на самолета се поддържа чрез електронна система. За да извърши частично или пълно фигурата „Кобра“, е необходимо летецът да изключи системата, осигуряваща надлъжната устойчивост на самолета.

Разглежданият маньовър е използван с успех от арабските летци на изтребителя Миг-21 през 1973 г. във въздушните боеве по време на арабско-израелската война.

Във ВВС на Руската федерация изследванията за свръхманевреност на самолета са започнали през 1980 г. в конструкторските бюра на „Сухой“ и „Микоян“. Първи в света на авиацията истинска фигура „Кобра“ е изпълнил бъдещият космонавт летецът Игор Волк, със самолет Су-27. Фигурата е била доста ефектна, тъй като самолетът за определено време лети под ъгъл около 120 градуса, без да влиза в свредел.

Публично фигурата „Кобра“ е демонстрирана от летеца изпитател Виктор Пугачов на авиосалона Льо Бурже през 1989 г. Оттогава тази фигура се нарича „Кобрата на Пугачов“.

При изпълнение на фигурата „Кобра“ самолетът рязко увеличава ъгъла на атака до преобръщане назад, като при това запазва посоката на полета си. Стойността на ъгъла на атака става по-голям от 90 градуса (при Су-27-110, при Су-37- до 180), т.е. самолетът лети с опашката напред. След това самолетът започва нормален полет, без да губи височина. Технически маньовърът се изпълнява от летеца чрез изключване на канала за надлъжна устойчивост на електродистанционната система за управление на самолета и дърпане на щурвала за управление плътно към себе си.

„Кобра“ в бой

Практически значимостта на тази фигура в бой се заключава във възможността за рязко намаляване на скоростта на полета (динамично спиране), което позволява да се получи преимущество над противника в близък въздушен бой или да се срине работата на зенитно-ракетен комплекс (ЗРК), обстрелващ самолета с ракети (обикновено с 2 броя за постигане на вероятност за поражение около 0.98).

При стрелба по самолет със ЗРК ракетата се движи към целта по т.нар. динамична траектория. Последната има колебателен характер, а за да се управлява ракетата, грешката при насочването трябва да се свежда до минимални стойности (теоретически до нула). За насочването на ракетата към целта са разработени много методи (например „Три точки“, „Пълно изправяне на траекторията“, „Половин изправяне на траекторията“ и други). За самонасочващите се ракети са разработени метод на „Догон“, „Догон с фиксиран ъгъл на изпреварване“, „Пропорционално сближение“, комбинирани методи, включващи самонасочване и телеуправление (например метод TVM-път през ракетата, реализиран в ЗРК „MIM-104 PATRIOT„, С300ХХХ, С400 и други).

За осигуряване на висока точност при насочването на ракетата траекторията на същата трябва да има малка кривина. Това е така защото теоретичната кинематична траектория на ракета при насочването не е права, а това довежда до грешки при нейното реализиране (грешки при насочването). Най-голяма кривина траекторията на ракетата има в района на точката на срещата с целта. Ето защо конструкторите са открили методи, при които ракетата се движи по траектория с минимална кривина, т.е. траекторията на ракетата се изправя (грешките при насочването се намаляват, а оттам и вероятността за поражение на целта се увеличава).

За да извърши маньовър, летецът – чрез кормилата на самолета и чрез управление на вектора на тягата – създава на самолета нормални ускорения, с което променя посоката на полета по азимут и тангаж. При насочването на ракетата, на същата се придават нормални ускорения, а това неминуемо води до грешки и намалява вероятността за поражение. При ЗРК с телеуправление конструкторите са намерили метод за насочване (метод „Половин изправяне“), при който нормалните ускорения на целта не предизвикват нормални ускорения на ракетата (теоретически), т.е. грешките при насочването са минимални. При стрелба по маневрираща цел се използва изключително метод „Половин изправяне“, тъй като кривината на траекторията на ракетата е минимална (осигурява се висока вероятност за поражение). За реализиране на този метод обаче се изисква ЗРК да определя с висока точност както ъгловите координати, така и разстоянието до целта и ракетата. Тези координати в ЗРК се измерват в режим автоматично съпровождане (АС) с много висока точност (точността на измерване на ъгловите координати на целта и ракетата е 1-2 ъглови минути, а по разстояние 3-4 метра).

В сегашни условия, когато използването на бойните самолети става задължително с прилагането на интензивни смущения (прицелни и заградителни по честота) по посока на ЗРК, определянето на разстоянието до целта е съмнително (даже невъзможно) и стрелбата по маневрираща цел се характеризира с понижена вероятност за поражение.

Работата на ЗРК се описва и анализира от гледна точка на Теорията на автоматичното регулиране (ТАР). От тази гледна точка насочването на ракетата се реализира чрез т.нар. кръг за управление, представляващ свързани помежду си звена, образуващи следящи системи. Лентата на пропускане на всяка следяща система (обикновено с астатизъм от първи ред) се избира от гледна точка на осигуряване на минимум сумарна флуктуационна и динамична грешка. Такава система работи с висока точност по положение и с грешка по скорост при измерване на координатите на целта и ракетата. Използването на коригиращо звено приближава следящата система към система с астатизъм от втори ред, т.е. работеща с много малка грешка по скорост. При определянето на координатите на целта и ракетата, следящата система с така избраната лента на пропускане (режим АС) в процеса на насочване осигурява висока точност, но малко бързодействие.

При прилагане на интензивен маньовър (какъвто е маньовърът „Кобра“) от целта, динамичните грешки на съпровождането рязко нарастват. В резултат следящата система по разстояние „изпуска“ целта от автоматично съпровождане, т.е. срива се автоматичното съпровождане и се прекъсва насочването на ракетата. Следва ново насочване на следящата система и включване на АС. Всички тези операции изискват определено време.

Особено опасно за ЗРК и охранявания обект е прилагането на маньовъра „Кобра“ на малки височини. В този случай предизвиканото сриване на АС и ново захващане на целта може да не се осъществи поради загуба на същата в смущенията от местните предмети независимо от работата на системата за селекция на движещи се цели (СДЦ). Резултатът често е унищожаване на ЗРК или охранявания обект.

Маньовър „Кобра“ частично или пълно се изпълнява от почти всички съвременни самолети: Saab 35 Draken, Миг-21, Су-27, Су-30, Су-33, Су-27М, Су-35, Су-37 (с ъгъл на атаката 1500-1800), Су-47, Су-57, Су-57, Миг-29ОВТ, Миг-35, Eurofighter Typhoon, F/A-18 Hornet, F-22 Raptor, Saab JAS 39 Gripen, Dassault Rafale.

За защита на самолетите се разчита на организиране на сложна смущаваща обстановка, затрудняваща до невъзможност работата на ЗРК.

Разбира се, и ЗРК се усъвършенстват. Модерните ЗРК от типа MIM-104 „PATRIOT“, С-300ПМУ, С-400, С-500 и други, използват комбиниран метод за насочване, известен като TVM (Track via missile, път през ракетата, англ.). Използването на този метод за насочване позволява на ЗРК да работи ефективно при интензивни смущения от противника. Информацията за разстоянието на целта тече по два пътя: директно отразен сигнал от целта и сигнал, приет от ракетата и преизлъчен по посока на многофункционалната РЛС (ЗРК). Ракетата се движи по енергоспестяваща траектория несъвпадаща с линията за визиране на целта.

Същността на метода за насочване TVM се заключава в следното. В процеса на насочване на ракетата към целта – с помощта на РЛС AN/MPQ-53 (MIM-104 „PATRIOT“) – се осъществява едновременно съпровождане на целта и зенитните управляеми ракети. Отразените от целта сигнали се приемат от антената на бордовата РЛС и определените от нея ъглови координати. По линията за визиране на целта се предават по високочестотен канал на специалната антена (фазирана антенна решетка с 251 елемента) на многофунционалната РЛС и постъпват в ЦЕИМ (цифрова електронноизчислителна машина) на пункта за управление на огъня. Също на ЦЕИМ постъпват сигнали, получени в многофунционалната РЛС непосредствено от целта, които се сравняват със сигналите, постъпващи от зенитната управляема ракета (ЗУР).

На базата на анализ, осъществяван в процеса на сравнението на тези сигнали, се изработват команди за насочване за ракетата и се предават към нея по главния лъч на РЛС.

След преобразуване на борда на ЗУР (зенитни управляеми ракети), тези команди въздействат на приводите за управление на кормилата, а също и на приводите на антената на бордовата РЛС за осигуряване на непрекъснато следене на целта. За да се заглуши системата при този метод за насочване е необходимо поставачът на смущения да се разположи между РЛС и ракетата, което е практически невъзможно.

Независимо, че съвременните самолети притежават системи за предупреждение за облъчване (СПО) и изстреляни по тях ракети, времето за началото за извършване на маньовър е много малко (няколко секунди). При извършване на интензивен маньовър от самолета с определена, макар и малка вероятност, последният може да избегне срещата с ракетата. Обикновено противниковият самолет с висока вероятност бива унищожен.

И все пак западните и руските специалисти са скептични за прилагането на маньовъра „Кобра“ при въздушен бой. Счита се, че влизането на самолетите в близък въздушен бой, макар и възможно, ще бъде много рядко явление в една съвременна война. Освен това прилагането на маньовъра „Кобра“ на малки височини – макар и високо ефективен – е труден за изпълнение от редовите летци.

По мнението на специалистите, способността да се изпълнява маньовъра „Кобра“ предполага висока маневреност на изтребителя. Маньовърът „Кобра“ има тактическо значение и способността на самолета да го извършва може да се използва за постигане на победа в близък въздушен бой, за отклоняване от изстреляните ракети от ЗРК и за нарушаване работата на ЗРК при управлението на ракетите.