Високотехнологичният зенитно-ракетен комплекс Patriot

Названието на зенитно-ракетния комплекса Patriot може да бъде разгледано като акроним на фразата на английски език: Phased Array Tracking Radar to Intercept Of Target, или фазирана антенна решетка с проследяващ радар за прехващане на цели.

Производител е американската компания Raytheon. На въоръжение е в САЩ и НАТО от 1981 г. до сега. Бройките в експлоатация са над 170.

Принцип на построение и общи характеристики

MIM-104 Patriot е основен зенитен ракетен комплекс в страните на НАТО. Предназначен е за поразяване на самолети (конфигурация PAC-2) и балистически ракети с оперативно-тактическо предназначение (конфигурацията PAC-3) на малки, средни и големи височини, в условията на силно радиопротиводействие от противника.

Последната модернизация PAC-3 е почти цялостно трансформиране на комплекса в специализирана система за противоракетна отбрана.

Комплексът Patriot заменя Nike Hercules — в качеството на основна платформа за въздушна защита на средни височини, и системата Hawk — в качеството на платформа за въздушна тактическа защита на малки и средни височини.

Активният компонент на американския ракетен щит в Европа се състои именно от MIM-104 Patriot в горепосочените конфигурации. САЩ се съгласяват да продадат такива системи на японската армия след севернокорейските ракетни изпитания през 2009 г.

Състав на MIM-104 Patriot

В състава на MIM-104 Patriot влизат:

• многофункционална РЛС с фазирана антенна решетка (AN/MPQ-53-PAC-2 или AN/MPQ-65-PAC-3);
• команден пункт за управление на огъня (AN/MSQ-104);
• пускови установки, до 8 броя;
• зенитни управляеми ракети МIМ-104, по 4 броя в контейнери на пускови установки;
• зенитни управляеми ракети ERINT, 16 броя;
• зенитни управляеми ракети МIМ-104 при конфигурация PAC-2 или ERINT при конфигурация PAC-3;
• източници за електрозахранване;
• средства за радиотехническа и инженерна маскировка;
• средства за свръзка, технологическо оборудоване.

Комплексът Patriot включва ракети за въздушен прехват и високопроизводителна радарна система за проследяване и насочване (многофункционална радиолокационна станция (РЛС)) и средства за управление.

Четирите основни функции на комплекса са: комуникации, командване и контрол, радарно наблюдение и насочване на ракети.

Комбинирането им оформя надеждна система за противовъздушна отбрана (ПВО) с добро координиране и лесно интегриране към останалите войски.

Patriot е сравнително лесен за разполагане комплекс и една батарея може да се разположи и приведе в пълна бойна готовност за 30 минути.

Всички компоненти — ракетните установки и системите за управление на стрелба (радари, отсек за прехващане, компонент с антенни мачти и електрически генератори — са поставени на камион или могат да се теглят на ремарке от камиони.

Многофункционална РЛС

Основната фазирана антенна решетка (ФАР) на многофункционалната РЛС се състои от 5161 елемента, които излъчват и приемат сигналите. Освен горепосочените системи, към оборудването са добавени още 5 броя решетки, за борба срещу смущенията.

Радарите на Patriot се отличават по конфигурацията си за унищожение на аеродинамични или балистически цели, като целият процес по откриване, идентификация, проследяване и прехващане на целта се осъществява само от тях.

Лъчът, диаграмата за насочване, който се формира от решетката, е иглообразен, с работна честота 4-6 GHz и се насочва почти мигновено, например за 12 милисекунди.

Това му дава възможност да открива и съпровожда изключително малки, подвижни и скоростни цели, както и такива с малка ефективна площ на разсейване, като например „Стелт“-самолети и крилати ракети.

Радарите са високоустойчиви на радиоелектронно противодействие, (смущаване, заглушаване) и могат да работят съвместно със системите за ранно предупреждение AWACS.

Команден пункт

Командният пункт е центърът за управление на зенитно-ракетния комплекс. Станцията е монтирана на камион. Оборудването включва цифрова електронноизчислителна машина (ЦЕИМ) за контрол (управление), индикаторна система, UHF антенна решетка, радиостанции и два операторски пулта.

Станцията е херметически изолирана, разполага с вентилационна и климатична система. Осъществена е ядрена и химическа безопасност (ЯХБЗ) и е защитена от електромагнитни импулси при ядрени взривове.

Командният център е водещ за комплекса. Основната част е високоустойчив военен компютър с максимална честота на процесора от 6 MHz. Той реализира алгоритмите за прехват и прави изчисления за евентуални грешки. Това е специализиран персонален компютър.

Управлението на работата на огневата единица на комплекса се изпълнява от станцията за управление, която е поместена в стандартна американска армейска кабина.

Бойният разчет на пункта за управление се състои от командир и двама оператори, управляващи всички средства на системата и изпълняващи следните задачи:

• оценка на въздушната обстановка;
• решение за приоритета при обстрела на целите;
• предаване към РЛС на команди регламентиращи обработката на информацията, насочване на зенитни управляеми ракети и използване на средствата за защита от смущения;
• определяне на пускови установки и зенитни управляеми ракети за обстрел на целта и управление на тяхната предстартова подготовка;
• определяне на режима на стрелбата и оценка на резултатите от стрелбата.

Основни подсистеми на пункта за управление са: ЦЕИМ, апаратура за индикация и управление, крайните устройства на радиорелейните станции и линиите за предаване на данните, апаратурата за спрягане и енергоразпределителния блок.

На всяко автоматизирано работно място на операторите има конзола с индикатор за въздушната обстановка, панел за управление на индикаторите при бойна работа и при експлоатация, набор от клавишни превключватели за въвеждане и извеждане от оператора на необходимата информация за управление на огъня в процеса на бойна работа и блок за контрол функционирането на апаратурата на комплекса.

Използването на специална сервизна апаратура позволява да се провежда диагностически контрол на работата на отделните устройства и на зенитно-ракетния комплекс като цяло, даже по време на боя.

ЦЕИМ прави всички изчисления, анализ и натрупване на необходимата информация. С нейна помощ на основата на данните, получавани от РЛС се решават и следните задачи:

• определят се характеристиките на целите;
• избират се цели за унищожение;
• предават се команди за управление на РЛС;
• определя се редът за обработка на данните за целите;
• избират се средствата за защита от смущенията.

Цифровата електронноизчислителна машина с паралелно действие се състои от два процесора, две запомнящи устройства и периферни блокове. Бързодействие ѝ е 1 милион операции в секунда.

Управлението на въвеждането, извеждането и изобразяването на информацията, режимите на работа на РЛС, пусковите установки и другите елементи на зенитно-ракетния комплекс се осъществява чрез клавишни превключватели.

Те са разположени на предните панели на автоматизираното работно място заедно с екрана на индикатора, и са сведени в логически взаимосвързани групи.

Това повишава оперативността, точността и надеждното изпълнение от операторите на функционалните им задължения при управлението на огъня на батареите зенитни управляеми ракети.

Периферното оборудване на компютъра за управление на огъня включва принтер и защитена памет във формата на бързодействащ блок с магнитна лента с обем 410 мега бита.

Комплексът е снабден с две мачтови 4-киловатови антени. Антените се управляват дистанционно и са монтирани на 5-тонен камион. Управляват се по азимут и могат да бъдат издигнати на височина над 30 метра. Захранването на радара и всички комуникационни системи се осигурява от два 150-киловатови дизелови агрегата.

Бойни възможности

• максимална далечина на прехват на целта 100 км в сектор от 90 градуса;
• минимална далечина на прехват на целта 3 км;
• максимална височина на перехвата на целта 24 км;
• минимална височина на прехвата на целта 0.06 км;
• брой едновременно обстрелвани цели 9 в сектор от 90 градуса;
• брой едновременно насочвани ракети 9, при което 3 от тях трябва да са на последния участък от траекторията;
• вероятност за поражения на целта 0.8 (в бойни условия 0.4-0.6);
• маса на ракетата 912 кг;
• маса на ракетата в транспортно-пусков контейнер 1696 кг;
• диаметър 0.41 м;
• дължина 5.31 м;
• скорост на ракетата 3-5 маха (скорост на звука);
• максимално нормално (напречно) претоварване 30;
• управление с помощта на кръстообразни кормила;
• размах на стабилизаторите 0.87 м;
• двигател твърдогоривен ТХ-486 на фирмата Thiocol;
• маса на бойната част 90 kg (РАС-2);
• време за реагиране 15 секунди;
• интервали на пусковете (от една пускова установка) 3 секунди;
• от различни пускови установки 1 секунда;
• вероятност за поразяване с една ракета 0.8.

Система за насочване

• на средния участък радиокомандна;
• на крайния участък радиолокационна TVM (Track-via-missile);
• бойна част осколочно-фугасна;
• боен заряд обикновено взривно вещество;
• взривател неконтактен;
• време за привеждане в бойно положение 30 минути.

Ракетите на Patriot

Първата стандартна ракета за комплекса Patriot е MIM-104A. Предназначена е най-вече за борба с летящи цели от типа на самолети, тя има обсег от 100 км и максимална скорост над 3 маха.

MIM-104B е специализирана в локализиране и унищожаване на цели, излъчващи смущения.

Вариант, оптимизиран за борба с балистични цели, е MIM-104 PAC-3. Той има навигация (насочване) на главата на ракетата с Ка-диапазонен активен радар-АРГСН (активна глава за самонасочване) (мм- диапазон) и ударен взривател, както и редица други подобрения. Обсегът на тази ракета обаче е намален до едва 24 км.

Всички варианти до последния PAC-2 са с конфигурация на единичен блок с една ракета, общо 4 блока на установка.

При PAC-3 конфигурацията е четири ракети в блок, общо 16 ракети на установка. Самата ракета се произвежда и разполага в херметизиран транспортно-пусков контейнер, и след производството ѝ не е необходима поддръжка преди изстрелване.

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 се осъществява едновременно съпровождaне 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 (ФАР с 251 елемента) на многофунционалната РЛС и постъпват в ЦЕИМ 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, 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.

Patriot PAC-3

За усъвършенствуване на зенитно-ракетния комплекс MIM-104 Patriot, насочено към по-нататъшно повишаване на ефективността за поражение на балистически и аеродинамически цели (в това число изпълнени по технологията „Стелт“) на конкурсна основа е разработена ракетата ERINT (Extended Range Interceptor).

В окончателен вид противоракетата представлява едностепенен твърдогоривен снаряд, изпълнен по нормална аеродинамическа схема с крила с малко удължение и аеродинамически кормила с елерони.

След старта, ракетата с помощта на инерциална система за насочване се движи към точката на срещата с целта по команди и чрез активна глава за самонасочване на ракетата (на крайния участък от траекторията). Ракетата се върти около надлъжната си ос с 30 оборота в минута.

В процесa на полета, местоположението на целта постоянно се уточнява от наземните средства и се формират съответни команди за корекция, предавани към ракетата. Преди захват на целта от активната радиолокационна глава (АРЛГСН) се изхвърля носовият обтекател на антената на бордовата РЛС и антената се насочва към целта.

След захвата, скоростта на въртене на ракетата се увеличава до 180 оборота в минута и по-нататъшното управление се осъществява посредством включването на малки двигатели, разположени в носа на ракетата. Преди срещата с целта, по данни на бордовата РЛС се инициира поразяващо устройство, което увеличава ефективния поразяващ размер на ракетата.

Поради значително по-малките размери на противоракетата ERINT се осъществява поместване на 16 броя в състава на съществуващите пускови установки М901 (по 4 противоракети във всеки контейнер).

За постигане максимална реализация на възможностите на зенитно-ракетния комплекс Patriot РАС-3 се съчетават ракетите МIМ-104 (PAC-2) и ERINT (PAC-3), което позволява повишаване на огневата мощ на батареята до 75%.

Технически характеристики на ракетата (PAC-3):

• диаметър на ракетата 254 мм;
• дължина на ракетата 4826 мм;
• маса на ракетата 316 кг;
• маса на бойната част 24 кг;
• маса на поразяващия волфрамов фрагмент 0.214 кг;
• височина на поражение на целите до 20 км.

Организация и действие

Основна организационно тактическа единица на тази зенитно-ракетна система е дивизионът.

Той се състои от пункт за управление, рота за поддръжка и между 4 и 6 батареи (в които са установките).

Всяка батарея включва 3 или 4 взвода. За управление на стрелбата: ракетен взвод и взвод за управление и поддръжка. Може да се раздели на два отделни по усмотрение на командващия.

Всяка батарея по принцип се командва от капитан и включва между 70 и 90 войници. Дивизионът е оглавяван от подполковник (в САЩ наричан lieutenant colonel) и може да включва общо до 600 войници.

Една система Patriot се нуждае само от трима души екипаж. След като е разположена в бойно положение, се командва от офицер за тактически контрол (Tactical Control Officer), обикновено лейтенант.

Другите двама са асистент и специалист по комуникациите. Системата е обслужвана и от екип за спешни поправки, както и от отряд за презареждане.

Редът на действие на система PAC-2 при унищожаване на летателен апарат е следният:

1. Радарът AN/MPQ-53 намира противников летящ обект, определя неговата траектория, скорост, височина на полета и размери, и преценява дали това не е смущение.
2. Ако радарът класифицира обекта като противников летателен апарат, на екраните в командния пункт AN/MSQ-104 се появява обектът. Операторите на системата внимателно определят скоростта, височината и траекторията му. Системата „свой-чужд“ изпраща сигнал към целта, за да определи дали ще получи обратен отговор.
3. Базирайки се на получените данни, както и на местоположението на целта — дали е в безопасен коридор или зона за прехват — тактическият офицер на системата дава съответни препоръки.
4. Тактическият офицер определя дали целта е противникова и съгласува решението си с другите офицери.
5. След като е получена команда за прехват, тактическият офицер избира една ракетна батарея и заповяда да се предприемат действия по нейното унищожаване.
6. Тактическият командир на установката я привежда в оперативна готовност и подава заповед на асистента да захване целта.
7. Тактическият асистент подава команда за стрелба към установката, която автоматично избира и изстрелва една от четирите ракети.
8. Радарът AN/MPQ-53, който досега е следял целта, започва да подава данни за управление към изстреляната вече ракета. Радарът също така „подсветява“ целта, за да попадне тя в обсега на самонасочващата система на ракетата.
9. Ракетата приема информацията за целта, вследствие на което компютрите в изчислителната станция на земята изчисляват маневрите, които тя трябва да направи, и ги изпращат към нея.
10. Ракетата се взривява, когато наближи достатъчно целта.

PAC-3 действа по подобен начин за унищожаване на балистични ракети, но вместо една ракета, установката изстрелва две ракети — едната попада в целта, а другата се насочва към отломките и по-специфично към тази, която има параметрите на бойна глава.

Ракетата на PAC-3 се взривява при наближаване на целта, но често осъществява и директен удар в нея.

Пусковата установка е разположена на двуосно ремарке. С ракетите в контейнерите, тя може да се движи по пътища и по пресечена местност, а също и да се превозва в транспортни самолети.

На една пускова установка се разполагат 4 зенитни управляеми ракети в транспортно-пусковия контейнер и всяка пускова установка може да осигури единичните им пускове.

На огневите позиции, пусковата установка се разполага на разстояние до 1 км от команден пункт и РЛС. Използването на херметически транспортно-пусковия контейнер позволява да се извършват проверки на ракетите в полеви условия и да се съкрати обслужващият персонал.

Разстоянието на откриване на целта с вероятност 0.9 при ефективна отразяваща повърхност на целта 0.1 квадратни метра (челна част на ракета) е 60–70 квадратни метра, при 0.5 квадратни метра (изтребител) 110–130 км, при 10 квадратни метра (бомбардировач) 160–190 км.

Времето за откриване на целта е 8–10 секунди. Ако целта е единична и се намира на значително отдалечение от защитавания обект, се извършва пуск на една ракета.

Ако целите са няколко, летят в пълен боен ред и се намират на разстояние, когато е невъзможно да се извършат пускове по принципа „пуск–оценка на резултатите–пуск“, се извършва последователен пуск на ракетите с разчет те да подхождат към плътната група цели с интервал от 5–10 секунди в зависимост от височината на полета им.

При наличието на една или няколко групови цели, извършващи полет не в плътен строй, две ракети не трябва едновременно да подхождат към тях, за да има достатъчно време за облъчване на двойката „цел–ракета“ в последния момент на сближаването, тъй като РЛС може да обслужва всяка такава двойка само последователно.

Бойно използване

През 1991 г. зенитно-ракетният комплекс Patriot са разположени в Близкия изток, за да защитават американските войски и съюзниците на САЩ в региона от иракски балистични ракети Ал-Хюсеин.

През войната са били изстреляни над 40 ракети зенитно-ракетният комплекс Patriot срещу противникови балистични цели.

На 25 февруари 1991 г. иракска оперативно тактическа ракета Ал-Хюсеин удря американска военна база в Дхахран, Саудитска Арабия, убивайки 28 войници.

Прехващането ѝ е било неуспешно заради повреда в софтуера на зенитно-ракетния комплекс, прикривал базата. До момента, в който иракската ракета е била открита, комплексът е бил в оперативна готовност вече 100 часа, което е предизвикало грешки. Така при изстрелване ракетата на зенитно-ракетният комплекс Patriot се отклонява с над 600 м от целта си.

Според независими анализи на видеоматериали от 1991 г., системата зенитно-ракетният комплекс Patriot е имал голяма успеваемост в прехващането, но под 10% ефективност при унищожаването на целта.

Трябва да отбележим, че за да се унищожи оперативно тактическа ракета е необходимо ракетата унищожител не само да порази оперативно тактическа ракета, но и да я отклони от курса на нейното движение.

Бойната част на ракетата на Patriot е слаба за това (бойна част 90 кг РАС-2, 24 кг PAC-3). За сравнение, бойната част на ракетата на руския зенитно-ракетен комплекс С-300ПМУ1 е 140 кг.

Своята неспособност ефективно да противостои на оперативно тактическа ракета, Patriot е демонстрирал в хода на операция „Пустинна буря“, когато цяла батарея от този комплекс не е могла да унищожи остарелите балистически ракети 8К14 („Скъд“), продадени на Ирак от СССР.

Посоката, от която е летяла оперативно тактическата ракета, е била известна от системата за ранно предупреждение AWACS. При това оперативно тактическата ракета 8К14 лети строго по своята траектория, без да маневрира и няма средства за защита от смущения.

Няколко „Скъд“ са поразили своите цели. Ако ракетите „Скъд“, които Patriot е пропуснал са носили ядрено или химическо оръжие, този прекрасен зенитно-ракетен комплекс още щеше да се споменава с недобри думи. Загубите щяха да са огромни.

Специалистите смятат, че силни страни на зенитно-ракетния комплекс Patriot са многоканалността на действията по целите и ракетата, високите защитеност от шумове и жизненоспособност, степента на автоматизация, достатъчната мобилност, възможността за взаимодействие с други зенитно-ракетни комплекси и със системата за ранно предупреждение AWACS.

На комплекса са присъщи и някои недостатъци, като:

• възможност за извеждане от строя при унищожаване на РЛС;
• възможност за поставянето на активни шумови смущения на главата за насочване на ЗУР и на линиите на радиорелейната свръзка;
• невъзможността да се съпровождат цели с радиални скорости, по-малки от 30 м в секунда;
• значителната зависимост на избора на огневите позиции от характера на местността;
• поради наклонения старт на ракетите не може да се осъществи кръгова отбрана. Освен това в сектора за стрелба се появяват „забранени зони“;
• ниска мобилност поради това, че основната част от системите на зенитно-ракетния комплекс са разположени на прицепи;
• ниска ефективност при стрелба по балистически цели (ракети).

Зенитно-ракетната система Patriot притежава високи бойни възможности. Ефективността на комплекса се постига чрез построяването му на основата на използване на съвременни материали и прогресивни технологии.