Ракетный комплекс MIM-104 Patriot (радар слежения за целью с фазированной антенной решеткой для перехвата цели) является основной системой противовоздушной и противоракетной обороны армии США. Первоначально он был разработан как зенитная система, но новейшие версии Patriot могут обнаруживать, нацеливать и отслеживать баллистические и крылатые ракеты, боеприпасы, а также самолеты..
Он был впервые разработан в начале 60-х для замены зенитно-ракетных комплексов Nike Hercules и Hawk. Армия назвала программу «Ракеты класса «земля-воздух», разработка» (SAM-D), и первые испытания были проведены в 1969 и 1970 годах.
В 70-х годах Министерство обороны провело капитальный ремонт SAM-D, включив в него систему наведения Track-Via-Missile (TVM). Обновленный SAM-D был переименован в Patriot и запущен в серийное производство в 1980 году. В мае 1982 года армия задействовала свой первый ракетный дивизион Patriot.
По данным Raytheon Missiles and Defense, компании, которая разрабатывает и производит Patriot, ракетная система использовалась пятью странами в более чем 250 боевых действиях с момента ее первого применения в полевых условиях в 1982 году, хотя Raytheon построено и поставлено более 240 систем Patriot в 17 стран.
Ракеты Patriot запускаются с ракетных батарей Patriot, базирующихся на земле. Типичная батарея состоит из пяти компонентов:
- сами ракеты
- ракетная установка, которая удерживает, транспортирует, наводит и запускает ракеты
- радарная антенна для обнаружения приближающихся ракет
- грузовик с оборудованием, известный как станция управления взаимодействием (ECS), в котором размещены компьютеры и консоли для управления батареей
- грузовик с электростанцией, оснащенный двумя 150-киловаттными генераторами, которые обеспечивают питанием антенну радара и ECS
В следующих разделах мы рассмотрим каждый из различных компонентов, а затем то, как система работает в целом.
Ракета Патриот
Как и ракета Stinger, Patriot является управляемой ракетой, хотя Patriot более совершенен. Stinger использует инфракрасную головку самонаведения, которая улавливает тепло выхлопных газов двигателя самолета. Стингеры запускает человек, который держит его на плече после прицеливания, а затем запускает ракету в цель.
Вместо этого ракета Patriot использует наземный радар для наблюдения, отслеживания и поражения целей. Приближающаяся ракета может находиться на расстоянии до 50 миль (80,5 км), и радар системы Patriot может зафиксировать ее. На таком расстоянии ракета не будет видна с земли, а тем более опознана.
Ракета Patriot претерпела несколько значительных модернизаций с момента ее первоначальной разработки, в том числе:
- Изменения в программном обеспечении в середине 1980-х годов позволили ракете поражать тактические баллистические ракеты, известные как PAC-1 (Patriot Advanced Capability).
- Первая крупная модернизация ракеты в конце 1980-х годов представила ракету MIM-104C, также известную как ракета PAC-2.
- В 1993 году были произведены дополнительные усовершенствования, позволяющие дистанционно запускать ракеты PAC-2.
- В 1997 году армия развернула ракету PAC-3, или ракету MIM-104F, с бортовой радиолокационной системой обнаружения и слежения для улучшения возможностей борьбы с баллистическими ракетами. Первые ракеты PAC-3, использованные в бою, были использованы во время операции «Иракская свобода» в 2003 году.
В ракету PAC-3 было внесено больше усовершенствований с момента ее первого применения в ходе операции «Иракская свобода». Ракетный сегмент PAC-3 Enhancement (MSE) теперь включает более крупный двигатель, который почти вдвое увеличивает дальность полета PAC-3. Он был полностью одобрен армией США в 2018 году.
В настоящее время Patriot поддерживает ракеты PAC-2 и PAC-3.
Ракетные характеристики PAC-2
- ракеты MIM-104C и MIM-104D
- дальность около 99 миль (160 километров)
- боеголовка HE-FRAG
- 17 футов в длину (5,2 метра)
- 16 дюймов (41 см) в диаметре
- имеет плавники, которые простираются еще на 16 дюймов (41 см)
- весит почти 2 000 фунтов (900 кг)
- несет 200-фунтовую (90-килограммовую) осколочную бомбу с неконтактным взрывателем
- летит со скоростью 5 Маха и выходит на сверхзвук через секунду после старта
PAC-2 летит прямо на приближающиеся ракеты, а затем взрывается в точке ближайшего сближения. Взрыв либо уничтожит летящую ракету осколками осколочной бомбы, либо сбьет летящую ракету с курса и не попадет в цель.
Ракетные характеристики PAC-3
- ракета MIM-104F
- дальность около 25 миль (40 километров)
- боеголовка HE-FRAG
- 17 футов в длину (5,2 метра)
- 10 дюймов (25 сантиметров)
- весит почти 688 фунтов (312 кг)
- несет осколочную бомбу весом 160 фунтов (73 кг) с неконтактным взрывателем
- летит со скоростью 5 Маха и выходит на сверхзвук через секунду после старта
Ракета PAC-3 имеет ту же длину, что и PAC-2, но весит втрое меньше. Меньший размер означает, что на пусковую установку могут поместиться 16 ракет PAC-3 по сравнению с четырьмя ракетами PAC-2.
Когда ракета PAC-3 запускается, она фактически поражает приближающуюся цель и взрывается, так что вражеская ракета полностью уничтожается. Эта особенность делает его более эффективным против химических и биологических боеголовок, поскольку они уничтожаются на большом расстоянии от цели.
Самая большая разница между PAC-2 и PAC-3 - и то, что позволяет PAC-3 действительно поразить цель - это встроенный в PAC-3 радиолокационный передатчик и компьютер наведения.
Ракетная установка Patriot и другие системы
Система «Патриот» запускает ракеты с пусковой установки М901. Станции включают в себя до четырех пусковых контейнеров, которые могут содержать четыре различных ракеты PAC-3, в зависимости от типа. Пусковые установки размером с тягач с прицепом. Каждый получает энергию от электростанции (ЭЭС) транспортного средства.
Каждая пусковая станция буксируется грузовиком M983. Как правило, батарея Patriot включает в себя от шести до восьми пусковых установок, радиолокационную установку, станцию управления боем (ECS), электростанцию и другие вспомогательные машины.
В то время как в батарею Patriot приписано около 90 солдат, машина ECS, созданная на базе военного грузового автомобиля, является единственной пилотируемой машиной. В ECS есть два компьютера и место для офицера тактического управления, помощника по тактическому управлению и оператора связи. Операторы могут видеть статус всех целей, которые в данный момент отслеживает система. Операторы могут позволить системе работать в полностью автоматическом режиме или они могут вмешаться, чтобы выбрать или отменить выбор целей. Также имеется станция связи, которая позволяет батарее связываться с другими батареями или с командным центром региона.
В каждой ракетной батарее Патриот установлен радар. Сегодня для обнаружения целей используется одиночный радар AN/MPQ-53, AN/MPQ-65 или AN/MPQ-65A. Но радар также используется для нескольких других целей, в том числе:
- сканирование неба в поисках приближающихся целей
- обнаружение потенциальных целей
- определение траектории, скорости и курса приближающихся целей
- предоставление информации для идентификации входящих целей, в том числе, является ли цель другом или врагом
- отслеживание ракет Патриот после их запуска, чтобы помочь навести их на цель
- подсветка цели, что важно для системы наведения Track-via-Missile, используемой ракетами PAC-2
Собираем все вместе
Ракетная батарея Patriot работает немного по-разному в зависимости от того, стреляет ли она ракетами PAC-2 или PAC-3. Сначала мы рассмотрим работу ракеты PAC-2.
Антенна радара сканирует небо в поисках приближающихся целей. Как только он находит цель, он сканирует ее более интенсивно и связывается с ECS. Цель сканирования - определить скорость и курс цели, а также идентифицировать ее как свою или чужую. Когда оператор или компьютер решает, что к ним приближается противник, ECS вычисляет начальный курс для ракеты Patriot. Он выбирает ракету Patriot, которую будет запускать, загружает исходную информацию для наведения на эту ракету и запускает ее.
В течение трех секунд ракета движется со скоростью 5 Маха и движется в общем направлении цели. На данный момент антенна радара на земле выполняет три функции:
- Он продолжает отслеживать приближающуюся ракету.
- Он захватывает и отслеживает летящую ракету Patriot, чтобы предоставить ECS информацию о ее курсе и скорости.
- Подсвечивает приближающуюся цель.
Сигнал подсветки отражается от цели и принимается антенной в носовой части ракеты PAC-2, направляющейся в сторону. Затем ракета PAC-2 передает этот сигнал обратно в ECS. ECS использует информацию о сигнале освещения вместе с информацией радара о траектории приближающейся цели и удаляющегося Patriot для управления ракетой. ECS отправляет команды наведения ракете Patriot, чтобы скорректировать ее курс. Когда ракета находится в точке наибольшего сближения с целью, ее осколочная бомба взрывается.
В отличие от PAC-2, ракета PAC-3 содержит собственный радиолокационный передатчик и компьютер, что позволяет ей наводиться самостоятельно. После запуска он включает свой радар, находит цель и нацеливается на прямое попадание. Это можно сравнить с попаданием пули в пулю. Разница в том, что и летящая ракета-мишень, и летящая ракета Patriot летят в пять раз быстрее, чем обычная пуля, и приближаются друг к другу со скоростью до 10 Маха, или 2 миль (3,2 км) в секунду. На такой скорости нет права на ошибку - если ракета просчиталась даже на 1/100 секунды, она будет отклонена более чем на 100 футов (30,5 метра).