Список статей

Анатолий ЛИПАТОВ

Российские БПЛА

О беспилотных летательных аппаратах АНТК имени А. Н. Туполева

Чем только ни довелось заниматься самому знаменитому из советских авиаконструкторов Андрею Николаевичу Туполеву — и самолетами, и аэросанями, и торпедными катерами! В специфической обстановке середины пятидесятых годов ему пришлось обратиться и к ракетостроению, а именно созданию крылатых ракет, которые в те годы рассматривались как достаточно эффективное средство доставки ядерного оружия. Однако еще до конца десятилетия стало ясно, что баллистические ракеты «делают это лучше», что повлекло за собой прекращение разработки уже поступившей на летные испытания крылатой ракеты средней дальности «С». Но выполненная туполевцами работа не пропала в пустую — ракету «С» преобразовали в беспилотный высотный разведчик «Ястреб» (Ту-123).

Поступивший на вооружение в 1965-м, «Ястреб» обладал уникальными возможностями по преодолению ПВО вероятного противника и мог решать задачи, недоступные для ранее созданных пилотируемых разведчиков. Но после внедрения в ВВС разведчика МиГ-25Р с близким к «Ястребу» уровнем высотно-скоростных характеристик, с учетом развития космических средств разведки, применение дорогостоящих одноразовых беспилотных летательных аппаратов признали нецелесообразным. К началу 1970-х серийное производство «Ястребов» прекратилось и спустя несколько лет их сняли с вооружения.

Однако еще до этого ОКБ А. Н. Туполева приступило к разработке нового семейства беспилотных разведчиков, судьба которых оказалась намного более удачной, чем у «Ястреба». В значительной мере этот успех обусловлен тем, что в отличие от «Ястреба», лишь волею внешних обстоятельств сменившего первоначальное предназначение грозного боевого оружия на скромную роль средства информационного обеспечения боевой деятельности Вооруженных Сил, новое поколение туполевских беспилотных летательных аппаратов разрабатывалось специально для решения разведывательных задач.

Сам замысел создания беспилотного разведчика к этому времени был уже обеспечен техническими средствами, необходимыми для его успешного и эффективного воплощения. Это определялось тем, что задачи, решавшиеся пилотируемыми разведчиками, наиболее просто поддавались формализации и, следовательно, автоматизации их решения, по сравнению с более сложным боевым функционированием бомбардировщиков и, тем более, истребителей.

Типовой вылет разведчика представлял собой последовательность относительно простых операций — взлет, полет по заранее известному маршруту с последующим возвращением на базу и посадкой. В сравнении с пилотируемым самолетом беспилотный аппарат обладал рядом очевидных преимуществ. Сам факт отсутствия на борту летчика исключал возможность его гибели, которая помимо очевидного чисто человеческого трагического значения означала и немалый убыток, наносимый казне. Ведь обучение пилота требовало немалых затрат — пусть и не совсем равных по величине, но вполне соизмеримых со стоимостью производства самолета.

Кроме того, в ряде деликатных политических ситуаций, не связанных с официальным ведением боевых действий, крайне нежелательным был бы даже факт пленения пилота подбитого самолета. Вспомним, например, что задержание гражданина США Ф. Г. Пауэрса, пилотировавшего сбитый в 1960-м под Свердловском высотный разведчик "Локхид" U-2, вызвало политический резонанс, несоизмеримый с предшествующей публичной демонстрацией матчасти американских беспилотных разведывательных аэростатов, ранее приземлявшихся на территории СССР. Даже в шестидесятые годы ядерная война воспринималась как вполне вероятная перспектива. В этих условиях весьма ценной представлялась способность беспилотных разведчиков действовать в условиях воздействия мощных доз радиации и других поражающих факторов ядерного взрыва.

Беспилотный летательный аппарат можно было выполнить намного легче и с меньшими размерами. Отсутствовала необходимость в размещении на ЛА средств жизнеобеспечения летчика и системы его аварийного спасения. При выборе толщины несущих элементов силовой конструкции можно было руководствоваться более либеральными нормами прочности, принятыми для ракет и других беспилотных летательных аппаратов, добиваясь существенного его облегчения. В свою очередь меньшие габариты и масса снижали его заметность в радиолокационном, видимом и тепловом диапазонах.

Применительно к беспилотному разведчику, оснащенному твердотопливными стартовыми ускорителями, довольно просто выглядел безаэродромный старт с подвижных пусковых установок, отработанный еще в пятидесятые годы. Возможность применения беспилотных разведчиков из боевых порядков Сухопутных войск определяла и некое неформальное, но немаловажное преимущество перед другими средствами воздушной разведки.

Подразделения, вооруженные беспилотными разведчиками, вне зависимости от цвета околышей фуражек обслуживающего персонала проще приводились в непосредственное подчинение командирам общевойсковых соединений, с тем, чтобы они при необходимости могли ставить соответствующие задачи и без согласования с командованием ВВС. Принцип натурального хозяйства при всей его экономической неэффективности придавал полководцам необходимую уверенность в своих возможностях.

Разумеется, беспилотные разведчики могли быть созданы только после разработки систем навигации, обеспечивающих требуемую точность полета по маршруту. К середине 1960-х необходимые предпосылки для этого достигли как при разработке крылатых ракет различного назначения, так и в ходе создания систем навигации пилотируемых самолетов.

Вторым необходимым условием создания экономически целесообразных беспилотных разведчиков стало обеспечение многоразовости их применения. На огромном "Ястребе" эту задачу удалось решить лишь частично — на парашюте опускался только носовой отсек с аппаратурой. Задача несколько упрощалась при переходе к относительно малогабаритным летательным аппаратам. Кроме того, к середине 1960-х вначале для космических кораблей, а затем и для объектов воздушно-десантных войск создали комбинированные парашютно-реактивные системы приземления, обеспечивающие допустимую скорость снижения при приемлемых размерах парашютов.

К принципиальным недостаткам беспилотных разведчиков относилась сложность подготовки к повторному вылету. Требовалось обеспечить подъезд к приземлившемуся беспилотному аппарату средств его эвакуации, проверить во внеаэродромных условиях бортовую аппаратуру, заправить топливом, пристыковать ускоритель, водрузить летательный аппарат на пусковую установку. Кроме того, беспилотные разведчики уступали пилотируемым системам и в гибкости функционирования при возникновении различных внеплановых обстоятельств. Они не могли перейти к выполнению резервного задания при ухудшении погодных условий по маршруту фотосъемки, и, разумеется, не обеспечивали уклонения от истребителей и зенитных ракет противника.

Тем не менее, исходя из достоинств беспилотных систем, августовским 1968-го постановлением правительства ОКБ Туполева поручили разработку двух комплексов войсковой разведки — оперативно-тактического ВР-2 «Стриж» с дальностью 1000 км и тактического ВР-3 «Рейс», отличавшихся как уровнем летно-технических характеристик (в частности, в 5…6 раз меньшей дальностью), так и составом целевого бортового оборудования.

Как и следовало ожидать, ход разработки ВР-3, обладавшего более скромным уровнем тактико-технических характеристик, опередил процесс создания ВР-2. Более того, большинство конструктивно-схемных решений, воплощенных в беспилотном разведчике Ту-143 комплекса ВР-3, позднее нашли применение и в разведчике Ту-141, предназначенном для применения в составе ВР-2.

Разработка беспилотных разведчиков велась под руководством Георгия Михайловича Гофбауэра. Специалисты туполевского ОКБ приняли для Ту-143 самолетную компоновку. На первый взгляд, летательный аппарат смотрелся выполненным по схеме «утка», однако на самом деле это была «бесхвостка» с низкорасположенным треугольным крылом со стреловидностью по передней кромке 58° и неподвижным передним дестабилизатором.

От разведчика не требовалась обеспечиваемая в схеме «утка» высокая маневренность, а по схеме «бесхвостка» в туполевском ОКБ уже имелся достаточный опыт как при проектировании множества «бумажных» ракетоносцев и бомбардировщиков, так и при тщательной отработке всех элементов готовившегося к первому вылету Ту-144.

Наработки по гражданским самолетам пригодились и при конструировании двигательной установки беспилотного разведчика с надфюзеляжным расположением воздухозаборника, аналогичным среднему двигателю Ту-154. Такая компоновка при внеаэродромной посадке позволяла исключить повреждение двигателя, препятствовала попаданию в него посторонних предметов. Кроме того, существенно снижалась и радиолокационная заметность беспилотного разведчика, особенно на встречных углах. Мало того, что фюзеляж экранировал воздухозаборник от облучения наземных РЛС. Изогнутая форма канала воздухозаборника надежно прикрывала от него и компрессор двигателя, при вращении создающий большой «отблеск» в радиолокационном диапазоне.

Компоновка фюзеляжа Ту-143 обеспечивала возможность комплектации передней секции в различных вариантах, оснащаемых авиационными фотоаппаратами ПА-1, телевизионной аппаратурой «Чибис-Б» со средствами передачи изображения на наземный пункт приема информации в реальном масштабе времени. Обеспечивалось также применение аппаратуры «Сигма» для радиационного контроля местности. Далее располагалась бортовая аппаратура, обеспечивающая командно-программное управление полетом, и пилотажно-навигационный комплекс. При создании беспилотного летательного комплекса ставилась задача обеспечения вывода к объекту разведки и в район приземления с точностью около 500 м.

В хвостовой части по продольной оси фюзеляжа размещался ТРД ТР3-117 тягой 590 кгс. За воздухозаборником в верхней части фюзеляжа укладывалась парашютная система. Под фюзеляжем крепился стартовый твердотопливный ракетный двигатель.

В целом летательный аппарат, в конструкции которого наряду с традиционными для авиации алюминиевыми и алюминиево-магниевыми сплавами использовались и композиционные материалы, обладал малой эффективной поверхностью рассеяния. Этому способствовали и небольшие размеры Ту-143. Длина беспилотного разведчика составляла 8,06 м, размах крыла 2,25 м, при диаметре фюзеляжа 0,65 м. Масса фоторазведчика равнялась 1,39 т, беспилотника с телевизионной аппаратурой 1,41 т. После сбора ускорителя масса уменьшалась на 180 кг.

Относительно небольшая дальность полета Ту-143 (170…190 км) определяла его применение из района, достаточно близкого к объектам разведки, и соответственно, выдвижение вслед за войсками в прифронтовой полосе по проселочным дорогам, а то и вообще по проходимой для средств комплекса местности. Поэтому вполне обоснованным стало использование основных технических решений по самоходной пусковой установке, ранее отработанных ОКБ В. Н. Челомея применительно к его боевым крылатым ракетам семейств П-5 и П-35. В качестве шасси, созданной для ВР-3 СПУ-143, использовали полноприводный четырехосный БАЗ-135 (первоначально именовавшийся ЗиЛ-135), в данной модификации обозначенный БАЗ-135СПУ.

Основным внешним отличием от челомеевских стартовых установок стала относительно небольшая длина пускового контейнера. Кроме того, челомеевские ракеты при старте скользили по нескольким направляющим, распределенным по окружности, а туполевские беспилотники — по центральной, расположенной снизу балке. Подготовка разведчика к пуску обеспечивалась с применением машины контрольно-проверочного комплекса КПК-143. Перед стартом пусковой контейнер поднимался на угол 15° к горизонту.

Стартовый твердотопливный двигатель разгонял машину до скорости 290 км/ч, и после завершения своей работы отделялся, падая на удалении около 500 м от пусковой установки. Максимальная скорость полета беспилотного разведчика достигала 900…950 км/ч. Разведка производилась на глубину до 75 км, осуществляясь на семи участках, расположенных по трассе полета. При этом беспилотный разведчик мог отрабатывать до 15 вариантов программы полета с варьированием высоты от 100 до 2000 м. Обычно фотокамеры задействовали на высотах от 200 до 1000 м, а телевизионная аппаратура — на 300…1000 м.

После завершения программы разведчик выходил в заданный район приземления, где последовательно задействовались тормозной и посадочный парашюты. Узел крепления посадочного парашюта размещался вблизи центра масс беспилотного разведчика, а диаметр его купола в раскрытом состоянии многократно превышал длину фюзеляжа.

Непосредственно перед приземлением по сигналу от штыревого датчика включается тормозной твердотопливный ракетный двигатель, по завершении работы которого вертикальная скорость снижается до 6 м/с. Беспилотный разведчик приземляется на трехопорное шасси пяточного типа. Для беспилотных разведчиков предусматривалась возможность пятикратного применения.

Разведывательный комплекс, действующий в интересах армейского звена командования Вооруженных Сил, включал 12 беспилотных аппаратов, самоходную пусковую установку, машины контрольно-проверочного комплекса, пункта приема информации, а также транспортно-заряжающую машину ТЗМ-143, выполненную на четырехосном шасси БАЗ-135ТЗМ, оборудованную краном и способную транспортировать два Ту-143. Помимо перезарядки пусковой установки транспортно-заряжающая машина обеспечивала эвакуацию приземлившегося беспилотного разведчика

Разработка Ту-143 прошла в сжатые сроки, достаточно близкие к заданным постановлением правительства 1968-го, определившим представление разведчика с фотоаппаратурой на государственные испытания в 1970-м, а с аппаратурой радиационной разведки — в 1972-м. Первый полет Ту-143 совершил 1 декабря 1970-го, а спустя пару лет его предъявили на совместные государственные испытания.

Хотя официально комплекс приняли на вооружение только в 1976-м, первые 10 серийных Ту-143 изготовили уже в 1973-м. Серийное производство осуществлялось на Кумертауском авиационном производственном объединении. Еще в 1962-м ремонтное предприятие в башкирском городе Кумертау, расположенном в 200 км к югу от Уфы, преобразовали в вертолетостроительный завод. Он осуществлял постройку легких вертолетов Ка-26, а затем приступил к производству беспилотных разведчиков.

Общий выпуск Ту-143, завершившийся в 1989-м, составил 950 аппаратов. По опубликованной информации, ими были оснащены 15 отдельных эскадрилий советских Вооруженных Сил. Комплексы ВР-3 экспортировались в Чехословакию, Румынию, а также в Сирию, где успешно применялись в ходе вооруженного конфликта 1982-м в Ливане.

В 1983-м на базе Ту-143 создали мишень М-143, входившую в комплекс ВР-3ВМ «Рейс-М». В мишени переоборудовали ранее выпущенные беспилотные разведчики, при этом на них могла устанавливаться аппаратура регистрации величины промаха средства перехвата.

Работы по оперативно-тактическому комплексу ВР-2 «Стриж» затянулись в значительной мере из-за длительного согласования с военными требований к основным летным характеристикам Ту-141. Исходя из относительно большой глубины разведки для этого аппарата, предусматривалось преодоление войсковой ПВО на всю ее глубину.

По мнению заказчика, должная эффективность прорыва ПВО достигалась полетом на малых высотах со сверхзвуковой скоростью. Однако выполнение этого требования было сопряжено с радикальным усложнением конструкции беспилотного разведчика, сопровождающимся ростом его массы, размеров и, соответственно, заметности. При этом утрачивалась скрытность беспилотника и потери при преодолении ПВО не уменьшались, а возрастали.

В конечном счете туполевцам удалось переубедить военных. После снижения требований по скорости ВР-2 удалось создать с использованием технических решений от ВР-3 и, в конечном счете, «Стриж» стал увеличенным вариантом «Рейса». Основным внешним отличием Ту-141 стала форма киля — как и на Ту-143 трапециевидная, но больше напоминающая треугольную.

Разумеется, при разработке «Стрижа» сказался и известный закон перехода количества в качество. Больший летательный аппарат не размещался в пусковом контейнере, защищающим его при эксплуатации от механических повреждений и воздействия неблагоприятных метеорологических факторов. Ту-141 размещался в открытую на буксируемой транспортно-пусковой установке ТПУ-141, выполненной на базе двухосного полуприцепа. Учитывая дорожные ограничения, консоли крыла, как и вертикальное оперение, складывались. Защита конструкции пусковой установки от струй стартового двигателя обеспечивалась напоминающим бульдозерное приспособление крупногабаритным газоотбойником-рассекателем.

К Ту-141 предъявлялись расширенные требования по составу целевого оборудования, что также несколько задержало разработку. Тем не менее, в 1974-м состоялся его первый полет. В следующем году, не дожидаясь завершения испытаний, правительство решило развернуть его серийное производство на авиационном заводе в Харькове. В начале декабря 1977-го там выпустили два первых беспилотных разведчика. В сравнении с ВР-3, «Стриж» отличался почти вдвое большей длиной — 14,33 м, размахом крыла в разложенном положении — 3,875 м при высоте 2,435 м, и был почти вчетверо тяжелее. Полетная масса достигала 5,37 т. Для беспилотного разведчика приняли турбореактивный двигатель Р-9А-300. Однако на стадии летной отработки Ту-141 Р-9А-300 решили снять с производства, что определило переход на ТРД КР-17А тягой около 2000 кгс.

Немало трудностей при отработке Ту-141 доставляли отказы аппаратуры. Ненадежно срабатывала и система мягкой посадки. Двухметровый датчик — щуп не всегда своевременно выдавал команду на двигатель торможения. Отметим, что к тому времени в аналогичных системах посадки космических аппаратов уже использовались более совершенные датчики с применением источников и приемников гамма-излучения. В дальнейшем они нашли применение и на туполевских беспилотных аппаратах.

При полете ВР-2 на высоте 500 м со скоростью 1000 км/ч фотосъемка обеспечивала обнаружение объектов размером 0,15 м, телевизионная и тепловизионная аппаратура — 0,4…0,5 м. Как и ВР-3, комплекс «Стриж» приняли на вооружение. С 1979-го по 1991-й на серийном заводе в Харькове выпустили 152 разведчика Ту-141.

Кроме транспортно-пусковой установки, в состав комплексов «Стриж» входили транспортно-заряжающие машины ТЗМ-141, машины контрольно-проверочного комплекса КПК-141 и пункта приема информации ППУ-3.

На базе ВР-2 разработали беспилотную мишень М-141. Впрочем, в целях дезинформации иностранных разведок, с самого начала выпуска в Харькове разведчик Ту-141 именовался беспилотной мишенью М-141.

Быстрый прогресс беспилотной техники обеспечил возможность создания её усовершенствованных вариантов. В соответствии с мартовским 1981-го постановлением партии и правительства задали разработку усовершенствованного тактического комплекса — ВР-3Д «Рейс-Д» с разведчиком Ту-243. В нем применили новые разведывательное оборудование и навигационно-пилотажный комплекс. Оборудование в фюзеляже перекомпоновали, увеличив запас топлива.

Наряду с применением нового стартового ускорителя и усовершенствованного варианта маршевого двигателя — ТР3-117А тягой 640 кгс это позволило почти удвоить дальность, доведя её до 360 км. При этом обеспечивается разведка на глубину до 150 км от линии фронта. Разведка может осуществляться на высотах от 50 до 5000 м.

В зависимости от целевого оборудования различаются два основных варианта Ту-243. Первый оснащается панорамным фотоаппаратом АП-50 и телевизионной аппаратурой «Аист-Ведена», второй — той же фотокамерой и инфракрасной системой «Зима-М». Возможно осуществление радиационной разведки.

Длина беспилотного разведчика возросла до 8,3 м, стартовая масса — до 1,41 т. Первый участок местности просматривался оператором через 30 с после его пролета, фотопленка поступала спустя 20 минут. Точность определения координат возросла до 60…70 м. За полет осуществлялась разведка на площади 2100 км².

Обновили и наземные средства комплекса, создав самоходную пусковую установку СПУ-243, транспортно-заряжающую машину ТЗМ-243, контрольно-проверочный комплекс КПК-243, пункт обработки и дешифрирования информации ПОД-3Д.

Первый полет Ту-243 состоялся в июле 1987-го. Несмотря на то, что «Рейс-Д» по эффективности в 2,5 раза превосходит ВР-3, а кратность применения летательного аппарата доведена до 10, в силу известных финансово-экономических особенностей последних лет его серийное производство началось только в 1999-м.

На базе Ту-243 создана мишень М-243, с применением которой 4 октября 2001-го в ходе учений украинской ПВО на полигоне 31-го Исследовательского центра Черноморского флота в районе мыса Опук связан трагический эпизод, завершившийся гибелью пассажиров и экипажа российского Ту-154, совершавшего рейс №1812 «Тель-Авив — Новосибирск».

Предусматривалась также и модернизация оперативно-тактического разведывательного комплекса. В Харькове готовились к производству Ту-241, но в силу распада Советского Союза этот завод уже не мог рассматриваться как поставщик техники для Российских Вооруженных Сил.

В 1990-е работы по беспилотной тематике возглавил Леонид Тихонович Куликов. С 1983-го начались работы по многоцелевому беспилотному аппарату Ту-300, который, судя по ряду косвенных признаков, наряду с разведывательными способен решать также и ударные боевые задачи. Внешний облик Ту-300 существенно отличается от его предшественников многоярусным размещением радиопрозрачных и оптического обтекателей в носовой части фюзеляжа, наличием внутрифюзеляжного грузового отсека, узла внешней подвески, а также увеличенной площадью складного треугольного крыла. Опытный беспилотный летательный аппарат Ту-300 «Коршун» многократно демонстрировался на Московском международном авиакосмическом салоне в г. Жуковском, в частности, с подвесным размещением контейнера КМГУ.

Следует отметить, что и ранее созданная туполевцами беспилотная техника до настоящего времени эксплуатируется в вооруженных силах ряда стран, прежде всего — России и Украины.

Список статей