Е.Б. Волков, А.А. Филимонов, В.Н. Бобырев, В.А, Кобяко
Межконтинентальные баллистические ракеты СССР (РФ) и США

(История создания, развития и сокращения)

Под ред. Е.Б. Волкова

© Ракетные войска стратегического назначения, 1996

Наш адрес: ruzhany@narod.ru

1.3. Пути улучшения основных характеристик МБР, определяющих их эффективность

Повышение дальности стрельбы
и относительной массы полезной нагрузки

Для создания МБР необходимо было в первую очередь довести дальность полета их боеголовок до значений, позволяющих поражать цели на территории всех государств, которые могли рассматриваться как потенциальные противники. Максимальная дальность, которую требовалось обеспечить при этом, оценивалась примерно в 10000 км. Исходя из этого и появилось само название ракет – "межконтинентальные". Известно, что дальность полета – баллистической ракеты или ее боевого блока зависит от максимальной скорости V_k, которая сообщается ракете (боевому блоку) двигателями, угла наклона траектории к горизонту, в момент достижения этой скорости и координат конца активного участка траектории (АУТ). Требуемые значения скорости v_k при различных дальностях L_max приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Параметры траекторий МБР

Напомним, что скорость V_k = 7900 м/с требуется для вывода космического аппарата на орбиту Земли (первая космическая скорость).

Скорость, сообщаемая двигателями одноступенчатой ракете, составляет:

где

V_kц – скорость, определяемая без учета притяжения Земли и сопротивления атмосферы;

J_у – удельный импульс двигателя (среднее по траектории значение);

			– относительный запас топлива;

m_Т – количество топлива, израсходованного при работе двигателя на АУТ;

m₀ – стартовая масса ракеты;

K_v – коэффициент, учитывающий влияние притяжения Земли и атмосферы на скорость.

Из приведенного следует, что скорость одноступенчатой ракеты, а следовательно, и ее дальность могут быть повышены увеличением удельного импульса двигателей и относительного запаса топлива.

Удельный импульс двигателей ракеты может быть увеличен, главным образом, применением более энергосодержащих топлив и повышением степени расширения газов в соплах p_k/p_а (p_k – давление продуктов сгорания в камере, p_а – давление их на срезе сопла). Кроме того, удельный импульс зависит от самого давления в камере, давления окружающей атмосферы p_н (с высотой удельный импульс увеличивается), соотношения p_а и p_н (оптимальный случай p_а = p_н), а также от особенностей конструкции двигателей (тип системы подачи топлива для ЖРД, особенности органов управления полетом ракеты и т.д.). В таблице 1.2 приведены значения удельного импульса для некоторых топлив, употреблявшихся и употребляющихся в МБР. Значения J_y даны для жидких топлив при p_k=15 МПа, твердых – при p_k=7 МПа; в обоих случаях p_а=p_н=0,1 МПа. В таблице, даются также значения удельной плотности топлив ρ_т.

Таблица 1.2

Характеристики топлив МБР

Удельный импульс в пустоте может быть для двигателей верхних ступеней ракет (малые p_а и p_н) на 10...15% больше приведенных значений импульса у поверхности Земли.

Относительный запас топлива определяется тем. что стартовая масса ракеты m₀ = m_Т + m_пн + m_k, где m_k – масса конструкции. Следовательно,

Для увеличения μ_k требуется уменьшать массу конструкции. Но это имеет очевидный предел. Считают, что для одноступенчатых ракет недостижимы значения больше 0,92 (ракеты с ЖРД) или 0,88 (ракеты с РДТТ). При этом (если задаться определенным μ_k) возможные значения m_пн /m₀ зависят от дальности полета боевого блока ракеты (потребное V_k) и от характеристик двигателя. Так, если удельный импульс двигателей у Земли составляет 2700 м/с, а в пустоте 3100 м/с, то при указанных μ_k на долю полезной нагрузки остается при дальности в 6000 км около 0,02 от m₀, а при дальности в 8000 км и менее – 0,01 (одноступенчатые ракеты при таких дальностях могут "нести только самих себя"). Для достижения межконтинентальных дальностей при приемлемых значениях m_пн/m₀ требуется предложенный еще К.Э. Циолковским переход к многоступенчатым ракетам. Если принять, что двигатели всех ступеней имеют одинаковый удельный импульс J_y, то для трехступенчатой ракеты

Для межконтинентальных дальностей (10000...14000 км) величина K_y составляет 1,15...1,25, при этом чем больше дальность, тем меньше K_y.

Из сказанного следует, что дальность полета боевых блоков МБР и их относительная масса полезной нагрузки связаны между собой и зависят в основном от особенностей конструкции ракеты (прежде всего ее двигателей) и числа ступеней. На рис. 1.1 приведена зависимость m̅_пн = m_пн/m₀ от дальности L_max, тыс. км, типа двигателей и числа ступеней n, рассчитанная для достигнутых к 80-м годам характеристик МБР.

Приведенные данные подтверждают, что даже на современном уровне ракетостроения одноступенчатые ракеты не могут обеспечить межконтинентальные дальности. МБР с ЖРД имеют по две ступени, МБР с РДТТ – по три. Увеличение числа ступеней для этих ракет до трех или четырех соответственно дает лишь незначительное увеличение m̅_пн и в то же время усложняет ракеты и увеличивает их стоимость.

Рис. 1.1. Зависимость относительной массы полезной нагрузки m̅ПН от дальности и числа ступеней

Таким образом, основными мерами по повышению дальности и относительной массы полезной нагрузки МБР являются:

• совершенствование двигателей в целях повышения их удельного импульса, достигалось оно применением энергосодержащих топлив, повышением параметров рабочих процессов (главным образом, увеличением давления в камере и перепада давления на сопле), совершенствованием конструкции и схем двигателей;
• увеличение относительной массы топлива, для чего необходимо снижать массу конструкции за счет совершенствования элементов ракеты, применения прочных и легких материалов, использования более тяжелых топлив и т.д.;
• переход к многоступенчатой конструкции ракет.

За годы существования МБР значительное развитие получила их теория; было установлено, б частности, что относительная масса полезной нагрузки ракеты зависит от ряда параметров так, что существуют значения этих параметров, при которых m̅_пн максимальна (при прочих равных условиях). Так, существуют оптимальное значение угла бросания (для МБР примерно 20...22°), давления в камере двигателей (для РДТТ первых ступеней современных МБР – около 10 МПа), отношения тяги двигателей к весу ракеты – тяговооруженности (около двух) и т.д. Создание ракет с этими оптимальными параметрами позволило повысить их энергомассовое совершенство (увеличить m̅_пн при данной L_max) или дальность полета боевых блоков (повысить L_max при данном m_пн). Реализация указанных выше мер позволила обеспечить требуемые дальности МБР и поднять значения их m̅_пн при дальности в 10000 км от 0,015...0,02 для первых образцов до 0,04 для последних, т.е. более чем в 2 раза.

Улучшение характеристик боевого оснащения МБР

Боевым оснащением ракеты называют ее элементы, обеспечивающие непосредственное воздействие на цели (поражение целей). Для современных МБР это боевые блоки (боеголовки) с ядерными зарядами. Кроме того, в состав боевого оснащения могут включаться средства преодоления противоракетной обороны противника. Основными характеристиками боевого оснащения являются мощность (тротиловый эквивалент) заряда и число боевых блоков ракеты. Как дополнительные характеристики могут использоваться вероятность преодоления боевыми блоками системы ПРО и размеры (площадь) зоны разведения боевых блоков (для МБР с РГЧ). Как это было установлено ранее, мощность зарядов заметно влияет на эффективность поражения целей. Поэтому естественным было стремление использовать для МБР возможно более мощные ядерные заряды. Ограничением выступала величина массы полезной нагрузки, которая могла быть отведена для размещения боевого блока. Первые МБР имели значительную стартовую массу (более 150 т) и, соответственно, большую массу полезной нагрузки (более 4 т). На них размещалось по одному боевому блоку с мощностью заряда в 3...10 Мт. Необходимость в таких боевых блоках определялась еще и тем, что МБР имели низкую точность попадания боевых блоков в цели, и для обеспечения надежного поражения целей требовались очень мощные ядерные взрывы. В последующем точность МБР была повышена, благодаря чему стало возможным поражать цели с необходимой эффективностью зарядами меньшей мощности. Окончательный отказ от особо мощных зарядов был связан и с тем, что в 70-х годах большинство МБР стали оснащаться разделяющимися головными частями. Для МБР стали типичными боевые блоки с зарядами q = 0,3...0,6 Мт. Совершенствование боевых блоков имело основной целью повышение их удельной мощности – отношения мощности заряда к массе боевого блока. Это повышение достигалось улучшением конструкции всех элементов боевого блока (заряд, автоматика подрыва, корпус). Для современных МБР удельная мощность при q = 0,5 Мт составляет около 2,5 Кт/кг, что позволяет создавать боевые блоки такой мощности с массой примерно в 200 кг. Это, в свою очередь, послужило основой для разработки МБР с РГЧ, которые при собственной стартовой массе порядка 100 т несут по десять боевых блоков указанной мощности. При этом следует иметь в виду, что для боевых блоков на этих МБР используется лишь около половины массы полезной нагрузки, остальная ее часть идет на приборы системы управления, двигательную установку разведения боевых блоков (цели могут отстоять на сотни км) и другие элементы головной части.

Одним из направлений совершенствования боевого оснащения МБР было создание комплекса средств преодоления ПРО (КСП ПРО). Работы над системами ПРО были начаты в США и СССР сразу же, как только стало ясным, что проблемы создания МБР в этих странах решены. Основным направлением в создании КСП ПРО была разработка средств, затрудняющих работу радиолокационных систем наземной ПРО, предназначенных для обнаружения и селекции боевых блоков МБР на траектории (ложных целей, станций активных помех и др.). Эти средства устанавливались на ракете вместе с боевыми блоками и сопровождали их на пассивном участке траектории.

В последние десятилетия велись работы и по созданию новых типов боевых блоков, которые должны были повысить эффективность поражения целей. К ним относились боевые блоки, проникающие в грунт (повышается эффективность поражения заглубленных объектов), и боевые блоки, управляемые на части траектории их полета, или, как их называли, самонаводящиеся (повышается точность попадания в цели). И тот, и другой вид боевых блоков были созданы для РСД. На МБР они так и не были применены. Следует отметить, что масса боевых блоков, проникающих в грунт, и боевых блоков самонаводящихся значительно больше массы боевых блоков обычного типа (вследствие необходимости повышения прочности первых и размещения систем и органов управления на вторых). Поэтому на таких боевых блоках предполагалось размещать заряды меньшей мощности.

Повышение точности попадания боевых блоков

По результатам отработки многих МБР было установлено, что отклонения точек падения боевых блоков от точки прицеливания являются случайными и подчиняются нормальному круговому закону со среднеквадратическим отклонением Ϭ_п. В качестве основных характеристик точности на практике принимают обычно круговое вероятное отклонение (КВО) и предельное отклонение

Круговое вероятное отклонение представляет собой радиус круга с центром в точке прицеливания, вероятность попадания в который равна 0,5 (говорят для простоты, что в этот круг попадает 50% боевых блоков). В круг радиусом δ попадает более 99% боевых блоков.

Влияние точности попадания на эффективность МБР особенно велико при поражении малоразмерных целей – в этом случае эффективность определяется комплексом характеристик q^2/3 / Ϭ²_п , т.е. увеличение точности значительно сильнее повышает эффективность, чем увеличение мощности заряда.

Выше отмечалось, что радиус поражения городов составляет для зарядов мегатонного класса несколько километров, высокозащищенных объектов – несколько сотен метров. Этим и определяются основные требования к точности современных МБР – предельные отклонения их боевых блоков должны измеряться не более чем сотнями метров. Обеспечить такие точности при использовании неуправляемых ракет невозможно. Их отклонения при межконтинентальных дальностях измерялись бы сотнями километров. Поэтому с самого начала работ по созданию МБР они разрабатывались как управляемые на активном. участке траектории. Основное значение для повышения точности МБР имело совершенствование систем управления (СУ) их полетом.

На всех МБР, начиная с первых их образцов, использовались и используются автономные инерциальные СУ. Их приборы (в основном гироскопические) измеряли параметры движения ракет на АУТ и с помощью специальных органов управления (рули, поворотные сопла и т.п.) устраняли отклонения этих параметров от расчетных, т.е. обеспечивали попадание боевого блока в точку прицеливания. Основным при этом было достижение к моменту выключения двигателя последней ступени требуемого значения (величины и направления) скорости боевого блока. Однако достаточно точное решение этой задачи с помощью несовершенных автономных СУ первых МБР оказалось невозможным. Поэтому эти МБР имели комбинированные системы управления, в которые помимо автономных систем входили и системы радиоуправления. Эти системы с помощью специальных РЛС вели контроль нахождения ракеты в плоскости стрельбы и вырабатывали команды на устранение отклонений от этой плоскости, чем уменьшали рассеивание боевых блоков в боковом направлении. Кроме того, системы радиоуправления дублировали автономные СУ в определении скорости полета ракеты и тем самым уменьшали отклонения боевых блоков по дальности (более точно определялся момент выключения двигателя последней ступени). Применение комбинированных СУ было крайне неудобным, и на определенном этапе совершенствования МБР от использования таких систем отказались, СУ МБР стали полностью автономными.

Рассеивание боевых блоков МБР с автономными системами управления включает составляющие, зависящие от многочисленных погрешностей:

• погрешности систем управления и прицеливания (инструментальные и методические);
• погрешности отделения, разведения и движения боевых блоков в плотных слоях атмосферы;
• погрешности геодезической и гравиметрической подготовки пуска ракеты (определение координат цели и точки старта, модели формы и гравиметрического поля Земли й т.д.).

Повышение точности МБР в процессе их развития достигалось уменьшением всех этих погрешностей, что обеспечивалось совершенствованием приборов СУ и прицеливания, боевых блоков и систем их отделения, методов определения координат цели и точек старта, решением сложных научных проблем по более точному описанию формы и гравитационного поля Земли, уточнением алгоритмов вычисления параметров движения ракеты и решения навигационных задач, реализацией системы проверок параметров, от которых зависит точность, и т.д.

С переходом к ракетам с РГЧ, для которых необходимо осуществить индивидуальное наведение нескольких боевых блоков на различные цели, решение задачи по обеспечению точности ракет еще более осложнилось. По мере повышения точности МБР росли объем информации, которая использовалась в их системах управления, сложность алгоритмов управления полетом ракет. Обязательным элементом автономных СУ стали бортовые цифровые вычислительные машины (БЦВМ). Первые образцы МБР имели точность, характеризуемую предельным отклонением до 5 км и белее, последние – наиболее точные – менее 0,5 км. Повышение точности почти на порядок было одним из основных факторов, обеспечивших увеличение эффективности МБР. Дальнейшее повышение точности МБР могло бы быть достигнуто переходом к использованию управляемых боевых блоков, полот которых на конечном участке траектории корректируется по признакам местности (радиолокационные карты, особенности рельефа). Однако, такие боевые блоки, как уже отмечалось, применения на МБР не нашли, хотя при их использовании предельные отклонения могли быть снижены примерно до 0,1 км. Это было связано с необходимостью значительного усложнения конструкции боевых блоков (на каждом своя система управления, помимо общей для всей ракеты) и существенным (почти на порядок) снижением мощности их зарядов при той же массе.

Улучшение характеристик боеготовности комплексов

Время до старта ракеты от момента прихода команды на пуск, (боеготовность РК) зависит в основном от особенностей конструкции ракеты и пусковой установки и от состояния, в котором находятся ракета и ПУ в момент прихода команды на пуск. На ракете главными операциями, которые должны быть произведены для осуществления пуска, являются подготовка и включение системы управления (переход на бортовое электроснабжение, вывод на рабочий режим гироприборов и т.п.) и запуск двигателей первой ступени. На стационарных шахтных ПУ основными предстартовыми операциями являются перевод в рабочее состояние системы амортизации ракеты и открытие защитного устройства (крыши) шахты. Для мобильных ПУ, находящихся в режиме движения, требуются остановка, перевод агрегатов ПУ в состояние, обеспечивающее пуск ракеты, подъем ее в вертикальное положение и другие операции.

На первых образцах МБР применялись двигатели на жидком топливе, включавшем жидкий кислород. Хранение ракеты с заправленным топливом было невозможным. Для проведения пуска ракеты необходимо было доставить на стартовую площадку компоненты топлива, зап равить ими ракету и провести необходимые проверки. Боеготовность комплексов с такими ракетами измерялась часами. Это было одним из самых крупных недостатков первых МБР, и от использования топлив, включавших криогенные компоненты, отказались. Переход к жидким топливам на основе высококипящих компонентов облегчил решение задачи по повышению боеготовности, однако для достижения ее значений порядка минуты потребовалось внести в конструкцию ракет с ЖРД и их шахтных ПУ значительные изменения, в результате которых ракеты стали содержаться в ПУ в готовности к пуску длительное время. Указанных проблем не существовало для твердотопливных МБР. Двигатели на твердом топливе постоянно готовы к работе и запускаются в течение секунд.

Определенные трудности существовали с обеспечением высокой готовности к пуску и систем управления. Если гироприборы до старта не задействованы, требуется определенное время для их вывода на рабочий режим, Решение было найдено в переходе к непрерывно работающим гироприборам. Значительных ограничений по боеготовности комплексов со стороны стационарных ПУ не было. Повышение боеготовности мобильных РК достигалось главным образом совершенствованием их агрегатов, участвующих в проведении пуска ракеты.

Боеготовность стационарных РК с МБР США равна примерно 30 с. По публиковавшимся в зарубежной печати данным, боеготовность мобильных РК составляет несколько минут (ПУ находится в режиме дежурства) и более (ПУ находится на марше).

Повышение надежности комплексов

Высокая надежность – обязательное требование ко всем образцам и системам вооружения. Для РК с МБР это требование особенно важно, так как количество МБР относительно невелико, а результаты действия каждого боевого блока могут сыграть значительную роль в достижении целей боевых действий, вследствие чего отказ (ненадежность) даже одной МБР должен оцениваться как крайне нежелательное событие. Повышение надежности РК с МБР на всех этапах их развития было обязательным направлением совершенствования ракет и других систем комплексов – прежде всего тех, которые участвуют в проведении пуска ракеты.

Основной характеристикой надежности РК является вероятность того, что при получении команды на пуск в любой момент времени старт и полет ракеты пройдут нормально и боевые блоки достигнут целей с требуемой точностью. Эта вероятность определяется как

где K_г – вероятность того, что в момент прихода команды на пуск комплекс готов к старту ракеты в установленное время (коэффициент готовности РК);

P(τ_п), P(τ_пр), P(τ_бб) – вероятности нормального прохождения подготовки и пуска ракеты, ее полета на АУТ и разведения боевых блоков, полета боевых блоков и срабатывания их у целей.

Первая составляющая показателя надежности зависит от того, сколько времени в период боевого дежурства тратится на проверки РК и устранение неисправностей в случае их обнаружения. Остальные составляющие учитывают возможность отказов в элементах агрегатов комплекса на разных этапах пуска ракеты. Поскольку комплекс представляет собой крайне сложную систему, состоящую из десятков тысяч элементов, для достижения необходимой надежности комплекса требуется исключительно высокая надежность всех элементов, отказ которых может привести к срыву пуска. Соответственно этому первым направлением повышения надежности РК с МБР было создание высоконадежных комплектующих элементов. Использовались для повышения надежности также специальные схемные решения (например, дублирование наиболее ответственных элементов систем управления). Важное значение для обеспечения высокой надежности имели качество проектирования РК, экспериментальная его отработка, уровень серийного производства агрегатов и систем комплекса, точное соблюдение установленных правил эксплуатации комплекса.

Количество испытаний при отработке РК ограничено (например, число экспериментальных пусков ракет), поэтому потребовалось разработать теорию надежности, которая позволяла бы определять и подтверждать высокую надежность сложных систем при ограниченном объеме экспериментальных данных. Такая теория была создана уже после того, как первые образцы РК с МБР были приняты на вооружение. Поэтому достоверные (на уровне современных) оценки надежности этих образцов отсутствуют. Однако можно полагать, что она была невысокой. И только в последующем, несмотря на значительное усложнение РК, их надежность была доведена до высокого уровня (более 0,9).

Повышение живучести комплексов

Живучесть – крайне сложное свойство РК, зависящее не только от типа, характеристик и особенностей боевого дежурства и применения самих комплексов, но и от ряда других условий и факторов: воздействия противника, наличия и характеристик различных обеспечивающих систем и т.д. Разнообразны и пути повышения живучести. На первых этапах развития МБР вопросам увеличения живучести комплексов с этими ракетами большого внимания не уделялось, поскольку решались другие задачи, да и концепция использования МБР в ответных действиях (а только в этом случае живучесть и проявляется) не была еще общепринятой. В последующем решению проблемы живучести уделялось все больше внимания, в нее вкладывалось все более и более сил и средств.

Живучесть чаще всего рассматривается применительно к группировке РК, поскольку она нужна в основном для определения эффективности группировки. За показатель живучести однородной группировки принимается обычно математическое ожидание доли ракет (или ПУ с ракетами, или боевых блоков), сохранивших свою боеспособность после воздействия противника:

где N_исх – исходное (до воздействия противника) число ракет в группировке;

N_сохр – математическое ожидание числа сохранившихся ракет;

ΔN – математическое ожидание числа ракет, потерявших свою боеспособность.

Если по комплексам оказываются все три указанные выше возможные виды воздействия, то

где Р_ж^ов, Р_ж^яв, Р_ж^про – показатели живучести РК в периоды обычной (неядерной) войны, при ядерном ударе противника и при преодолении систем ПРО.

Наибольшее внимание на первых этапах работ по обеспечению живучести РК уделялось их живучести в ядерный период войны:

где ΔN^ЯВ – математическое ожидание числа ракет, утративших боеспособность при ядерном ударе противника;

N^яв_исх – число ракет до ядерного удара (перед ядерным ударом).

Основными направлениями повышения живучести РК с МБР в условиях ядерного удара, разрабатывавшимися в процессе их развития, были:

• создание высокозащищенных стационарных ПУ для МБР (и твердотопливных, и жидкостных) массой до 200 т и более;
• создание мобильных РК с твердотопливными МБР массой примерно до 100 т;
• разработка систем ПРО, защищающих ПУ с МБР;
• обеспечение возможности ухода ракет из-под удара, т. е. переход к форме ОВУ.

Если все ПУ в группировке одинаковы и по каждой из них наносится одинаковое воздействие, то живучесть РК равна вероятности выживания (непоражения) ПУ. Для случая одноразового воздействия можем записать, что живучесть стационарного РК при ядерном ударе

Для многократного воздействия

Здесь n* – число ядерных взрывов в предположении, что все они одинаковы и независимы;

K_ПУ – коэффициент защищенности ракеты в ПУ;

q, Ϭ_п – характеристики боезарядов противника, с использованием которых наносится ядерный удар.

Наиболее опасными для ПУ с МБР принято считать боевые блоки баллистических ракет противника.

В таблице 1.3 приведены данные, показывающие, как изменяется живучесть стационарных РК в зависимости от защищенности ПУ ΔP_ф и точности боевых блоков ракет противника δ = 2,7 Ϭ_П при q=0,5 Мт, n* = 1.

Таблица 1.3

Живучесть стационарных РК

Пока МБР имели точность, характеризуемую 2,7 Ϭ_п ≥ 1 км, защищенность ПУ в несколько МПа обеспечивала живучесть порядка 0,4...0,6, что считалось достаточно высоким значением. Но в связи с появлением во второй половине 80-х годов МБР и БРПЛ с 2,7 Ϭ_п = 0,3...0,4 км положение резко изменилось, теперь даже при Δ P_ф = 10 МПа живучесть стационарных РК стала недопустимо низкой (менее 0,05).

Для обеспечения необходимой эффективности МБР в ответном ударе следовало принимать меры по повышению живучести группировки МБР в новых условиях. Как следует из данных, приведенных в таблице 1.3, для достижения живучести стационарных РК на уровне 0,3...0,4 путем повышения защищенности ПУ необходимо было увеличить ее, по крайней мере, на порядок, что так и не было сделано.

В течение последних двух десятилетий исследовалась возможность использования для повышения живучести стационарных РК с МБР специальных систем ПРО, предназначенных для уничтожения боевых блоков ракет противника на подходе их к ПУ. В отличие от систем ПРО, защищающих города, системы ПРО позиционных районов МБР могут поражать боевые блоки на близких от целей (ПУ) расстояниях, поскольку ПУ рассчитаны на то, чтобы выдерживать большие давления ВУВ, и поэтому взрывы боевых блоков на расстояниях в один километр и более для них не опасны. Это должно было облегчить создание ПРО МБР. Однако ряд других трудностей (в частности, очень малое время для наведения средств поражения на боевые блоки и уничтожения их), а также наличие Договора США и СССР, которому системы ПРО стали бы противоречить, привели к тому, что такие системы не были созданы.

Для обесценения большей живучести МБР при ядерном воздействии противника путем перехода к ОВУ (пуском ракет до падения боевых блоков противника) необходимо было, прежде всего, повысить боеготовность РК, возможность и пути чего обсуждены выше. Решающее значение имело наличие СПРН. Такие системы были созданы на основе использования космических и наземных средств обнаружения пусков ракет. На основании данных, опубликованных по СПРН США, эта система позволяет осуществить ОВУ при нанесении по США удара МБР. Однако реализация такого удара крайне затруднена и не может считаться гарантированной, что уже отмечалось выше.

В связи с резким увеличением в 80-е годы точности БР особое внимание привлекли создание и ввод в группировку мобильных комплексов. Их живучесть слабо зависит от точности нападающих ракет, так как в период несения боевого дежурства РК принимаются меры, затрудняющие обнаружение ПУ и нанесение по ним прицельного удара. Обнаружение ПУ противником осуществляется, главным образом, с помощью космической разведки (КР). Противодействие КР возможно в основном периодической сменой позиций (мобильность РК) и маскировкой их (скрытность). Развитие мобильных РК шло по пути повышения мобильности и скрытности ПУ. В этих целях необходимо было увеличивать районы (для ПГРК) или маршруты (для ПЖРК) патрулирования ПУ, ресурсы ее хода, проходимость (для ПГРК), повышать защищенность (конечно, не до таких, как у стационарных РК, значений) ПУ и т.п. Легко видеть, что высокие мобильность и скрытность подвижных РК обеспечиваются при прочих равных условиях тем легче, чем меньше габариты и масса ракеты. Поэтому в процессе работ над подвижными РК рассматривалась возможность создания МБР минимальных (при данных L_max и m_пн) размеров и массы (малогабаритных МБР).

И, наконец, в целях повышения живучести РК с МБР в условиях ядерного воздействия необходимо было увеличить стойкость ракет к действию ПФЯВ. На активном участке траектории ракеты могут в определенных условиях попасть в зону действия этих факторов. При этом могут быть нанесены механические повреждения корпусу ракеты (ВУВ, пылевые образования, мягкое рентгеновское излучение) или выведена из строя ее система управления (проникающая радиация, ЭМИ, СЖРИ). В процессе развития МБР принимались меры по повышению стойкости ракет к действию всех этих поражающих факторов.

Для обеспечения живучести РК в период неядерной (обычной) войны на первых этапах развития МБР каких-либо особых усилий не предпринималось. Только после того, как окончательно сформировалось представление о том, что применению МБР как ядерного оружия может предшествовать период неядерной войны, в которой сами РК с МБР могут стать целями для поражения обычным оружием, необходимость обеспечения высокой живучести комплексов в этот период была по достоинству оценена. В качестве возможных неядерных средств воздействия по РК рассматриваются авиационные (главным образом, высокоточные) боеприпасы и средства диверсионно-разведывательных сил (ДРС), которые могут действовать в позиционных районах. Основными направлениями повышения живучести в условиях неядерной войны были развитие систем, снижающих эффективность действия авиации (ПВО, РЭБ), повышение защищенности объектов РК от действия обычного оружия, улучшение их маскировки, создание систем охраны объектов (прежде всего ПУ с ракетой), принятие мер противодействия ДРС в позиционных районах. Все эти меры практически не были связаны с необходимостью внесения каких-либо изменений в конструкцию и характеристики самих МБР.

Вопрос о необходимости обеспечения живучести МБР в условиях преодоления систем ПРО приобрел особое значение в конце 60-х – начале 70-х годов, когда стало ясным, что создание таких систем в США и СССР реально и что они в случае их развертывания могут существенно повлиять на эффективность группировки РК с МБР. Системы ПРО, разрабатывавшиеся в тот период, базировались на использовании противоракет наземного базирования и РЛС (также в основном наземных), которые должны были обнаруживать и селектировать боевые блоки и обеспечивать наведение на них противоракет на конечном (десятки и сотни километров) участке траектории.

Как уже отмечалось, повышения вероятности преодоления таких систем ПРО (повышения живучести МБР в этот период) добивались совершенствованием боевого оснащения ракет (создание КСП ПРО, улучшение конструкции и характеристик боевых блоков в направлениях увеличения их прочности, скорости, уменьшения заметности для РЛС и т.п.). Однако уже тогда высказывались предложения о создании, помимо наземного эшелона ПРО, космического, основанного на использовании в качестве носителей элементов системы ПРО космических аппаратов. В 1983 г. в США было принято решение о создании такой системы (программа СОИ). Предполагалось, что на первом этапе в качестве средств поражения ракет на АУТ будут использоваться самонаводящиеся по факелу двигателя противоракеты, а в дальнейшем (после 2000 г.) – новые виды оружия: лазерное, пучковое и т.п. Эти системы в случае их создания могли бы представлять серьезную угрозу для МБР, т.к. рассчитывались на поражение самих ракет, что достигается легче, чем поражение боевых блоков (ракеты имеют меньшие скорость и прочность, большие размеры, не способны к маневру, не защищены КСП ПРО и т.д.).

Повышение живучести МБР в условиях преодоления космической ПРО могло достигаться в основном совершенствованием их конструкции. Исследования показали, что существует ряд мер по решению этой проблемы. Одной из наиболее многообещающих мер является укорочение активного участка, траектории МБР, которое должно затруднить их поражение. Для уменьшения высоты АУТ и времени движения по нему ракеты должна быть увеличена ее тяговооруженность (отношение тяги двигателей к весу ракеты), что требует создания новых двигателей и, следовательно, ракет. Недостатком такого решения является то, что при отходе от оптимального значения тяговооруженности, как это уже отмечалось, снижается относительная масса полезной нагрузки.

1.4. Постановка задачи обоснования требований к МБР и их группировкам

Обоснование требований к МБР составляет часть планирования их развития. Это планирование имеет конечной целью определение потребных в будущем состава группировки и характеристик элементов комплексов, ее составляющих, в том числе (и в первую очередь) самих МБР. СНВ и группировка МБР, входящая в них, представляют собой крайне сложную и дорогостоящую систему и предназначены для решения особо ответственных задач. Планирование развития СНВ поэтому имеет большое значение. Одной из особенностей планирования является то, что оно должно осуществляться на длительный (порядка 20 лет) срок. Это связано с тем, что для создания нового комплекса или образца стратегического оружия требуется до десяти и более лет, а после принятия на вооружение этот комплекс находится на боевом дежурстве не меньший срок. В связи с этой особенностью планирования важным становится прогнозирование изменений в будущем всех основных факторов и условий, влияющих на боевые возможности группировки МБР, и, прежде всего, ожидаемого состава противников, характеристик их вооружения, особенностей ведения войны и форм применения МБР и т.п. К числу прогнозируемых условий и факторов относятся и боевые задачи, к решению которых группировка МБР должна быть готова. Взгляды на задачи группировки МБР с течением времени менялись. В качестве примера, показывающего как содержание боевых задач группировки связывается с ее составом и особенностями, рассмотрим один из современных вариантов постановки этой проблемы.

Все более распространенным становится взгляд на назначение СНВ, согласно которому они не являются средством ведения войны (ядерная война недопустима), а предназначаются для ее предотвращения. Для достижения этой цели СНВ должны быть в состоянии решать задачу сдерживания любого возможного агрессора от развязывания войны путем обеспечения угрозы нанесения ему в ответных действиях недопустимого ущерба. Такое предназначение СНВ соответствует положению военной доктрины РФ, которым устанавливается, что "цель политики Российской Федерации в области ядерного оружия – устранение опасности ядерной войны путем сдерживания от развязывания агрессии против РФ и ее союзников". Далее в доктрине одна из задач Вооруженных Сил формулируется как "поддержание состава и состояния стратегических ядерных сил на уровне, обеспечивающем гарантированное нанесение ущерба агрессору в любых условиях обстановки".

Из этих положений доктрины,как и из общепринятого и обязательного при планировании развития вооружения правила выбора расчетного варианта его применения (самый тяжелый вариант), следует, что в качестве основной задачи и условий применения СНВ необходимо принять выполнение ими задачи сдерживания любого агрессора в ответном ударе после всех возможных видов воздействия по СНВ средств противника. В качестве таких видов воздействия должны рассматриваться уже отмечавшиеся воздействия: обычных средств в неядерный период войны, СНВ противника в ядерной войне и систем ПРО. Если обозначить через N^бз_бз – число боевых зарядов, потребное для решения задачи сдерживания, через Δ N^ов_бз , Δ N^яв_бз, Δ N^про_бз – потери боевых зарядов СНВ при указанных выше воздействиях противника, то условием возможности выполнения СНВ задачи сдерживания будет

где N_бз – количество боевых зарядов в СНВ до начала военных действий.

Приведенное условие может быть записано и применительно к группировке МБР. В этом случае под N_бб, Δ N^ов_бб, Δ N^яв_бб, Δ N^про_бб понимается исходное число боевых блоков в группировке и потери их, а под N^бз_бб – количество боевых блоков, потребное для решения части задачи сдерживания, возлагаемой на группировку МБР. В дальнейшем рассматривается только этот случай.

Из сказанного следует, что если количество боевых блоков в группировке N_бб задано, то для повышения возможности выполнения группировкой задачи сдерживания необходимо уменьшать члены правой части приведенного уравнения. Изменением каких характеристик МБР это достигается ? Уменьшение числа боевых блоков N^бз_бб, потребного для решения задачи сдерживания, может быть достигнуто повышением мощности зарядов и точности попадания боевых блоков в цели. Однако увеличение мощности выше некоторого оптимального уровня, устанавливаемого с учетом всей совокупности требований к МБР (а не только требования снижения N^бз_бб), нерационально. Повышение же точности сказывается на эффективности ответного удара незначительно, т.к. оно требуется главным образом для поражения малоразмерных высокозащищенных объектов, которые составляют лишь часть от всего перечня целей. Поэтому повышение мощности зарядов и точности боевых блоков не может рассматриваться как основное направление совершенствования группировки МБР в интересах решения задачи сдерживания. Большие возможности в этом отношении имеет снижение потерь боевых блоков от воздействия противника. Эти потери составляют:

Уменьшение потерь боевых блоков обеспечивается увеличением живучести группировки МБР при всех воздействиях противника. Меры по увеличению живучести перечислены выше: повышение защищенности стационарных стартов, улучшение характеристик мобильности и скрытности подвижных РК, совершенствование средств преодоления ПРО и т.д. Если обозначить общие потери боевых блоков через ΔN_бб = ΔN^ов_бб + ΔN^яв_бб + ΔN^про_бб, то с учетом того, что Р_ж = 1 –  ΔN_бб/N_бб, требуемое для выполнения задачи сдерживания значение живучести группировки составит

Чем меньше N_бб, тем большая живучесть группировки должна быть обеспечена. Поэтому если в процессе сокращения группировки МБР объем задачи сдерживания остается постоянным, то по мере сокращения должны приниматься меры, обеспечивающие повышение живучести (или сохранение ее на достаточном уровне). На рис. 1.2 приведены результаты расчета потребной живучести группировки МБР для случая N^бз_бб = 300 в зависимости от числа боевых блоков в группировке. Здесь же приведены потребные значения составляющих живучести в предположении, что они равны между собой:

Таким образом, если группировка МБР предназначается для решения задачи сдерживания, основными направлениями ее совершенствования (при заданном числе боевых блоков в группировке) являются повышение живучести во всех видах воздействия противника и, в некоторой степени, увеличение точности попадания боевых блоков в цели. Само собой разумеется, что повышение возможностей группировки по решению задачи сдерживания может быть достигнуто и наращиванием группировки, т.е. увеличением числа боевых блоков в ней.

Рис. 1.2. Зависимость потребных значений живучести РК от числа боевых блоков в группировке

С изменением задач, для решения которых предназначается группировка МБР, меняются и требования к их характеристикам. Так, если группировка рассчитывается на применение в первом (упреждающем) ударе, то требование повышения ее живучести в условиях ядерного удара СНВ противника снимается и становятся ненужными мобильные РК, высокозащищенные ПУ стационарных комплексов, системы ПРО позиционных районов. Зато большее значение приобретает увеличение точности, поскольку значительную часть целей первого удара могут составлять высокозащищенные объекты. Иногда мощность зарядов и точность попадания боевых блоков МБР называют их наступательными свойствами, а все характеристики, обеспечивающие живучесть, – оборонительными.

В заключение отметим, что приведенные оценки не учитывали надежность РК и характеристики системы боевого управления (наиболее важной из них является вероятность доведения команд на пуск ракет). С учетом этих свойств РК и СБУ уровень выполнения боевых задач группировкой МБР снизится, и требования к их живучести (в условиях решения задачи сдерживания) должны быть повышены.