Разработка РГС 1СБ4Создание радиолокационной головки самонаведения (РГС) для ЗРК "Куб", как и всего комплекса в целом, было начато в 1958 году в ОсКБ-15 (г. Жуковский) под руководством Генерального конструктора Тихомирова В.В., которым была разработана концепция построения ЗРК "Куб" в целом и определен технический облик его основных боевых средств.
Коллектив ОсКБ-15 уже имел опыт создания систем управления ракетами, но только таких, в которых не использовался метод радиолокационного самонаведения. Поэтому разработка ЗРК "Куб" явилась весьма сложной задачей. Впервые в нашей стране необходимо было создать ЗРК, обеспечивающий поражение целей (в том числе летящих на предельно малых высотах) ракетами с радиолокационным самонаведением. Одной из проблем, которую необходимо было решить для обеспечения работы ЗРК по низколетящим целям — это получение достоверной радиолокационной информации о цели. Возможность получения комплексом этой информации существенно осложнялась рядом причин:
— ограниченностью радиогоризонта, особенно в условиях пересеченной местности;
— наличием мощных сигналов, отраженных от земли и местных предметов и маскирующих сигнал цели;
— появлением ложных сигналов, характеризующихся изменением уровня сигнала цели и кажущегося ее положения за счет зеркальных отражений от земли (эффект "антипода");
— возможностью создания противником организованных помех.
В этих условиях проблема правильного выбора принципов построения системы управления ракетой и, в том числе, ее наиболее важного звена — РГС, являлась определяющей.
Для решения этой проблемы работы по созданию системы управления ЗРК "Куб" были организованы Тихомировым В.В. по двум направлениям.
Первым направлением — теоретическим — явилась разработка аванпроекта системы управления ракетой. Разработка аванпроекта была поручена лаборатории под руководством Ермакова Б.Н. В нем были рассмотрены и проанализированы различные принципы построения РГС, в том числе активных и полуактивных, и методы излучения сигналов.
Несмотря на то, что к началу разработки ЗРК "Куб" всеобщее распространение получил импульсный сигнал с частотой повторения, обеспечивавшей однозначное определение дальности до цели, трудности в создании системы селекции движущихся целей (СДЦ) на фоне мощных сигналов от земли, и особенно в РГС ракеты, привели к необходимости рассмотрения других видов излучаемого сигнала. Дополнительным стимулом к этому послужила информация о том, что аналогичные исследования проводились в США при разработке ЗРК "Хок".
Поэтому были рассмотрены и другие возможные виды излучаемых сигналов, в том числе непрерывный, квазинепрерывный, частотно-модулированный и т.п.
Для выбора оптимального вида сигнала были проведены широкие теоретические и экспериментальные исследования. Проведенные расчеты было решено проверить испытаниями макетных образцов импульсных и непрерывных РГС на полигоне.
В аванпроекте был определен также целый ряд вопросов, которые требовали дополнительных исследований. К таким вопросам в первую очередь были отнесены исследования по отысканию методов снижения влияния зеркальных отражений сигнала от земли, уменьшения уровня шумов передающего устройства в допплеровском диапазоне частот, уменьшения влияния обтекателя РГС на величину промаха ракеты и т.п.
Вторым направлением работ по системе управления ракетой было проведение научных и экспериментальных исследований по выбору принципов построения РГС, созданию макета РГС и экспериментальной проверке положений аванпроекта. Эти работы были развернуты в лаборатории Балашова Б.Н., в которой для их проведения была создана специальная группа. Руководителем работ был назначен Акопян И.Г., пришедший в начале 1958 года в ОсКБ-15 после окончания аспирантуры МГУ и назначенный старшим инженером.
Летом 1958 года группой сотрудников под руководством Акопяна И.Г. уже был разработан и изготовлен действующий макет приемника сигналов непрерывного излучения для проверки в летном эксперименте основных концепций построения РГС. Испытания были проведены на аэродроме ЛИИ (г. Жуковский) с участием в летном эксперименте нескольких выдающихся летчиков-испытателей во главе с Гарнаевым Ю.А.
Во время испытаний были определены:
— соотношения между уровнями сигналов цели и отражений от земли при различных высотах полета целей;
— величины загрубляющих сигналов и уровни развязки между передающей и приемной антеннами при различных расстояниях между ними (непрерывный сигнал);
— оценка реального уровня фильтрации мешающих сигналов при различных видах излучения.
Результаты проведенных исследований позволили выбрать режимы излучения как для РЛС комплекса, так и для РГС ракеты. При этом для РГС был принят режим непрерывного излучения. Для обеспечения работы РГС в этом режиме в состав РЛС сопровождения цели был введен специальный канал подсвета цели непрерывным сигналом. При этом было определено, что для того, чтобы сигнал передатчика подсвета не перегружал приемник РГС перед пуском ракеты, пусковые установки с ракетами должны были размещаться на расстоянии не менее 100 м от РЛС.
В конце 1958 г. группа Акопяна И.Г. была переведена в лабораторию Ермакова Б.Н., а лаборатория (№ 12) подчинена непосредственно Тихомирову В.В. Между тем, в ходе разработки РГС стало очевидным, что с предполагаемым объемом работ одна лаборатория справиться не в состоянии. Поэтому в 1959 году разработка РГС, которой был присвоен индекс "1СБ4", была поручена отделу № 3 ОсКБ-15, ранее занимавшемуся разработкой РЛС для истребителей со стрелково-пушечным вооружением, а лаборатория № 12 была введена в его состав. Главным конструктором РГС 1СБ4 был назначен Вехов Ю.Н., а начальником отдела № 3 — Ушаков П.Н. Позднее, после назначения Ушакова П.Н. начальником отдела по разработке устройств индикации, отдел № 3 возглавил Главный конструктор Вехов Ю.Н.
Основная комплексная разработка РГС была сосредоточена в лаборатории № 33, начальником которой был назначен Ермаков Б.Н. Непосредственно работы по созданию РГС возглавил руководитель группы ведущий конструктор кандидат физико-математических наук Акопян И.Г Вскоре лабораторией был разработан эскизный проект РГС 1СБ4 и создан ее макет.
В 1960 году, после назначения Вехова Ю.Н. Главным инженером ОсКБ-1 5, Главным конструктором РГС — начальником отдела № 3 был назначен Акопян И.Г.
С 1962 года разработка РГС в отделе № 3 стала проводиться по замкнутому циклу, для чего сюда из других отделов ОсКБ были переведены разработчики СВЧ — устройств и систем автоматического регулирования. В отделе создается также собственное конструкторское бюро. Таким образом, в отделе № 3 были сосредоточены разработчики практически всех каналов и устройств РГС (за исключением антенных устройств — основной и опорной антенн).
В 1960 году была завершена разработка конструкторской документации опытных образцов РГС и начато изготовление ее первых комплектов в опытном производстве. В целях улучшения организации работ в 1960 году в нем был создан выпускной цех РГС (цех № 6), в котором должны были проводиться сборка и монтаж всех блоков РГС и выпуск РГС в целом. Комплектование цеха специалистами проводилось за счет направления туда выпускников ВУЗов и техникумов. Так в год его организации туда были направлены выпускники радиотехнического факультета МАИ.
Идея создания выпускного цеха по РГС себя не оправдала и все инженеры были переведены в 1962 году в от дел №3, что существенно усилило его коллектив. При цехе осталась лишь лаборатория по настройке СВЧ элементов, которая в дальнейшем обеспечивала настройку СВЧ элементов по всей номенклатуре изделий института.
Одновременно в 1960 году к изготовлению опытных образцов РГС решением Государственного комитета по радиоэлектронике СССР, которому в то время было подчинено ОсКБ-15, был подключен Тульский завод "Арсенал" и ему была передана конструкторская документация на РГС 1СБ4.
Настройка и проведение приемо-сдаточных испытаний РГС были поручены комплексной лаборатории отдела №3 (начальник Ермаков Б.Н.). Комплексная настройка первых опытных образцов РГС была начата в середине 1960 года. Первые два комплекта РГС после получения общей работоспособности и подтверждения основных параметров были направлены на полигон для проверок в составе комплекса "Куб".
На третьем комплекте предполагалось провести отработку всех методик Технических условий на РГС, подтвердить соответствие технических характеристик требованиям Технического задания и сдать РГС Заказчику. Работы по настройке третьего комплекта проводились круглосуточно. Были организованы две комплексные бригады из представителей отдела №3, отдела №8 и цеха №6. Руководителями бригад были назначены Акопян И.Г. и Гришин В.К. Ежедневный контроль за состоянием работ проводился главным инженером Веховым Ю.Н. и начальником ОсКБ Тихомировым В.В.
По результатам настройки и отработки третьего комплекта был установлен ряд недостатков:
— карданный подвес антенны не обеспечивал необходимых резонансных характеристик, что, в свою очередь, не позволяло реализовать необходимые развязки от колебаний корпуса ракеты;
— узлы канала углового сопровождения, выполненные на транзисторах, не обеспечивали необходимую стабильность характеристик и имели крайне низкую надежность;
— СВЧ гетеродин имел большой перегрев и его конструкция не обеспечивала необходимую надежность;
— конструкция РГС была не технологичной, т.к. состояла из двух разъемных частей и не имела узловых и блочных разъемов.
Поэтому было принято решение об устранении указанных недостатков и проведении существенных схемных и конструктивных изменений. Эта работа проводилась в экстренном порядке и уже в апреле 1961 года были изготовлены и настроены узлы и блоки для очередных комплектов РГС. Измененная документация была передана на Тульский завод.
В июне 1962 года завод начал выпуск опытных образцов РГС уже по измененной документации (РГС нового облика). Для обеспечения оперативного решения возникающих вопросов на заводе было организовано постоянное присутствие представителей Главного конструктора.
Благодаря помощи разработчиков РГС коллектив заводского КБ смог в короткие сроки освоить новый вид техники и Тульский завод с честью выполнил поставки РГС для заводских и государственных испытаний.
При разработке РГС, использующей непрерывное излучение, разработчики столкнулись со значительными трудностями. Необходимо было в короткое время решить целый ряд технических проблем, имеющих принципиальное значение.
Основными проблемами являлись:
— влияние прямого сигнала передатчика подсвета РГС на чувствительность приемного канала РГС, в том числе при пуске ракеты ("проникающий сигнал");
— влияние вращающихся лепестков диаграммы направленности антенны РГС на чувствительность приемного канала РГС ("шумы сканирования");
— достижение необходимого уровня компенсации ("свертки") фазовых шумов передатчика подсвета РЛС и СВЧ гетеродина в приемном канале РГС;
— обеспечение необходимого уровня стабилизации антенны РГС ("развязки от колебаний корпуса ракеты") с использованием индикаторных гироскопов;
— сохранение работоспособности РГС в условиях предельных значений механических и климатических воздействий;
— влияние сигналов цели, отраженных от земли, на точность наведения ракеты при пусках по низколетящим целям (влияние "антипода").
Не менее сложной оказалась проблема обеспечения заданных массо-габаритных характеристик РГС. Сказывалось то обстоятельство, что ранее коллектив занимался разработкой самолетной радиолокационной аппаратуры, имевшей по сравнению с РГС существенно большие массу и габариты. Теперь же необходимо было создать малогабаритную аппаратуру, имеющую малую массу и выдерживающую к тому же механические нагрузки (удары и вибрации) на порядок большие по сравнению с теми, которые воздействуют на самолетную аппаратуру.
В результате упорного и настойчивого труда коллектива разработчиков все эти проблемы были успешно решены.
Был разработан приемный канал РГС, обеспечивающий необходимое подавление (режекцию) прямого сигнала передатчика подсвета РЛС и узкополосную фильтрацию полезного сигнала.
Выравнивание электрических длин основного и опорного приемных трактов позволило устранить влияние фазовых шумов передатчика подсвета РЛС и СВЧ гетеродина на чувствительность приемного канала РГС.
Создание пеленгационной моноимпульсной антенны позволило осуществить внутреннее ("скрытое") сканирование, которое исключило шумы сканирования.
Впервые в нашей стране была разработана система стабилизации антенны с необходимыми характеристиками без применения силовых гироплатформ.
В блоках угловой автоматики РГС впервые вместо радиоламп были применены полупроводниковые приборы.
В целях достижения устойчивости РГС к воздействию вибраций были проведены доработки, обеспечившие необходимую амортизацию блоков, наиболее восприимчивых к воздействию вибраций (СВЧ гетеродин, управляемый гетеродин, кварцевые генераторы в приемном канале). Одновременно разработчиками было предложено проводить испытания на воздействие вибраций с использованием в качестве задатчика вибраций шумового спектра в диапазоне 20...2000 Гц, что нашло поддержку у организаций Заказчика и привело в дальнейшем к разработке новых стандартов на испытания РГС (виброудар, шумовой спектр в диапазоне вибраций).
Таким образом, несмотря на все технические трудности и всевозможные организационные преобразования (сменился не только Главный конструктор РГС, но ушел и Главный конструктор комплекса Тихомиров В.В., которого заменил Фигуровский Ю Н.), в течение 1961 - 1963 г.г. коллектив отдела №3 успешно провел разработку РГС 1СБ4 и ее автономные (наземные и летные) испытания, а также автономные испытания РГС в составе ракеты, после чего РГС 1СБ4 (в составе ракеты) поступила на заводские испытания комплекса "Куб".
Испытания РГС (как и всего комплекса) проводились на Донгузском полигоне. Фигуровский Ю.Н. поручил проведение комплекса своему заместителю Гришину В.К., который руководил испытаниями все годы до 1967 г. Первоначально все пуски ракет производились по установленному на специальной вышке имитатору цели. Эту вышку все именовали "Райскими воротами". По этой вышке было сделано несколько успешных пусков.
Одновременно с проведением пусков начала работать летающая лаборатория, оборудованная на самолете ИЛ-14. С ее помощью изучались процессы, связанные с отражениями сигнала подсвета от земли и с необходимостью обеспечения заданных характеристик канала подсвета. С этой целью РГС была установлена под кабиной самолета ИЛ-14, который совершал полеты над поверхностью земли, "подсвеченной" лучом РЛС. При этом имитировалась и пусковая траектория. Для этого самолет, управляемый летчиком-испытателем Фарихом Ф.Б. (бывшим полярным летчиком), при подлете к площадке, где была установлена РЛС подсвета, резка снижался до высоты примерно 15 - 20 метров. Всем, бывшим на площадке, казалось, что он сейчас заденет за антенну РЛС. Затем, пролетев на этой высоте над площадкой, самолет по мере удаления от нее, набирал высоту, имитируя пуск ракеты с пусковой установки.
Пуски ракет по программе заводских испытаний начались в сентябре 1963 г. Было сделано несколько успешных пусков по "Райским воротам". Но некоторые пуски ракет окончились неудачей. По результатам анализа пусков было определено, что в каждой из отказавших ракет произошла поломка обтекателя. Испытания были приостановлены и было принято решение по усилению конструкции обтекателя (как радиопрозрачной, так и металлической его части).
В результате проведенных доработок радиопрозрачный тонкостенный обтекатель из стеклотекстолита был заменен более толстым, а при изготовлении стеклотекстолита для обтекателя был использован бакелит вместо ранее применявшегося фенолофурфурола (ФН). Доработанный обтекатель удовлетворял требованиям к аэродинамической прочности и аэродинамическому нагреву и имел малые электрические ошибки. Справедливости ради следует, однако, отметить, что причина поломки обтекателей заключалась просто в нарушении технологии их изготовления.
В ноябре 1963 года новые обтекатели для первой партии ракет были изготовлены и поставлены на полигон, а в первых числах декабря ими были оснащены РГС и ракеты были подготовлены для выполнения пусков. Однако погодные условия на полигоне долго не позволяли произвести первый пуск ракеты по радиоуправляемой мишени — самолету Ил-28. На протяжении двух с лишним месяцев бригада испытателей, преодолевая снежные заносы (а зима в этот год была очень снежная), почти ежедневно выезжала на стартовую площадку и возвращалась ни с чем, так как погодные условия пуск произвести не позволяли. Дорога на площадку (18 км.) занимала по 4-5 часов. Люди теряли надежду.
Пуск был проведен только 10 февраля 1964 года. В солнечную морозную погоду на фоне ярко-синего неба испытатели и офицеры полигона наблюдали захватывающее зрелище: первое попадание ракеты комплекса "Куб" в самолет-мишень Ил-28. Это был первый в истории ОсКБ-15 (и в истории ЗРК "Куб") результативный пуск ракеты по самолету.
В дальнейшем заводские испытания комплекса продолжались по утвержденной программе, было сбито множество мишеней, и в апреле 1965 года ЗИ были завершены. На заводских испытаниях комплекса были успешно подтверждены также и основные характеристики РГС 1СБ4. Решением Комиссии ЗРК "Куб" был допущен к Совместным (Государственным) испытаниям.
В процессе Совместных испытаний коллективом разработчиков РГС для повышения эффективности стрельбы по низколетящим целям продолжалось изучение процессов наведения ракеты с помощью усовершенствованной летающей лаборатории, и проведение измерительных пусков ракет. Для проведения измерительных пусков были доработаны 4 РГС и изготовлены 4 измерительные ракеты. Пуски этих ракет производились по траекториям, аналогичным траекториям боевых пусков. При этом все необходимые параметры записывались на телеметрию и впоследствии подвергались анализу. В работах на самолете-лаборатории активно участвовали специалисты отдела №3.
Результаты облетов самолета-лаборатории и измерительных пусков позволили по-новому взглянуть на проблему стрельбы комплекса по низколетящим целям и провести впоследствии доработки РГС, повысившие эффективность ЗРК. Кроме того, на основе этих исследований при последующих модернизациях РГС 1СБ4 была изменена логика ее работы.
Для радиолокационного контроля качества подсвета целей на переднем рубеже огневых средств испытываемого комплекса был организован контрольно-измерительный пункт (КИП) "Конус", размещенный в специальном фургоне. В состав аппаратуры "Конуса" входила РГС с рабочим местом оператора и измерительно-регистрирующая аппаратура. Во время тренировочных облетов комплекса самолетами и во время боевых пусков ракет по радиоуправляемым мишеням в КИП "Конус" обеспечивался захват и сопровождение цели РГС, входящей в его состав. Это позволяло давать объективную оценку качества сигнала подсвета, а также качества сопровождения целей средствами комплекса. Впоследствии КИП "Конус" использовался и во всех последующих испытаниях ЗРК "Куб", "Бук" и их модификаций. Работы, проводимые на "Конусе", оказали неоценимую помощь при отработке испытываемых ЗРК, а также при анализе результатов боевых пусков.
Можно смело сказать, что экипаж "Конуса" во время пусков находился в условиях, приближающихся к боевым. Были случаи, когда подбитые мишени, потеряв управление, проносились над крышей "Конуса" и падали неподалеку, или ракета, стартовавшая с ближайшей пусковой установки, вследствие неисправности резко устремлялась ввысь и, кувыркаясь в воздухе, падала на землю недалеко от пусковой площадки. Подобных случаев за годы испытаний было немало, но увлеченные работой испытатели, забывая о прошедшей опасности, вновь занимали свои рабочие места в "Конусе".
В 1966 году были успешно завершены Совместные испытания ЗРК "Куб" и в 1967 году РГС 1СБ4 вместе с другими средствами комплекса была принята к серийному производству.
За выдающиеся научные и трудовые достижения коллектив разработчиков РГС вместе с другими разработчиками комплекса был отмечен правительственными наградами, а Главному конструктору РГС Акопяну И.Г. в 1972 г. была присуждена Ленинская премия.
Комплекс "Куб" с ракетой, оснащенной РГС 1СБ4, показал высокую эффективность, которая была подтверждена во время боевых действий между Египтом, Сирией и Израилем в 1973-74 г.г.
РГС 1СБ4М
Первая модернизация РГС 1СБ4 получила шифр "Илек" (в честь памятной испытателям реки в окрестностях Донгузского полигона).
Основными требованиями на модернизацию были:
— уменьшение ближней границы зоны поражения;
— уменьшение высоты обстреливаемой цели;
— обеспечение работы по цели, маневрирующей с повышенными перегрузками.
Модернизация РГС 1СБ4 была проведена в сжатые сроки. В 1969 году испытания модернизированной РГС под шифром 1СБ4М были успешно завершены и началось ее серийное производство.
В 1972 г. РГС 1СБ4М проходила испытания в составе комплекса, а в январе 1973 г. модернизированный комплекс под шифром "Куб-М1" (2К12М1), включая ракету с РГС 1СБ4М, был принят на вооружение.
РГС 1СБ4М, оставаясь по принципу построения аналогичной своей предшественнице РГС 1СБ4, вместе с тем, обеспечивала большую эффективность при стрельбе по низколетящим целям, благодаря измененной логике перезахвата в случае сброса цели.
РГС 1СБ4МЗ
В связи с продолжавшимися работами по дальнейшей модернизации ЗРК "Куб", направлеными на дальнейшее повышение его эффективности, (ЗРК "Куб-МЗ"), возникла необходимость в разработке РГС для модернизированной ракеты этого комплекса — РГС 1СБ4МЗ. Работы по созданию РГС 1СБ4МЗ проводились с 1972 по 1974 год. Эта РГС существенным образом отличалась от РГС 1СБ4М. В ней все электронные лампы были заменены полупроводниковыми приборами и микросхемами с низкой и средней степенью интеграции. РГС обеспечивала наведение ракеты как по приближающимся целям, так и при стрельбе вдогон по целям, летящим со скоростью до 300 м/с, а также по неподвижным целям (зависающим вертолетам ). В РГС были введены блоки помехозащиты, что существенно повысило ее помехозащищенность.
Заводские испытания РГС 1СБ4МЗ в составе ракеты были начаты в 1972 г. и завершились — в 1973 г. Совместные испытания РГС 1СБ4МЗ в составе комплекса проходили на Эмбенском полигоне в 1975-1976 году. Комплекс был принят на вооружение в 1976 г. под шифром "Куб-МЗ" (2К12МЗ).
Опытные образцы РГС 1СБ4МЗ изготавливались на Рыбинском заводе Приборостроения. В 1972 году изготовление серийных РГС 1СБ4М и опытных образцов РГС 1СБ4МЗ было дополнительно освоено заводом "Марийский Машиностроитель" (г. Йошкар-Ола).
Источник: ФГУП Московский НИИ "Агат" (история создания и развития). 2001 г.
