Как же работает ЗРК Бук
За последние 24 часа в интернете появилось очень много специалистов по ПВО. Некоторым даже было присвоено звание полковников диванных ПВО. Мне вообще интересна техника, поэтому я решил разобраться в этом. Разбирался по сайтам и постам, написанным раньше, чем упал боинг.
Список литературы
las-arms.ru - этот текст находил в нескольких местах. Тут он красивее отформатирован, чем в других.
Книга Зенитно-ракетные комплексы за авторством Василина и Гуриновича (PDF)
"ЗРК БУК М-1 ТТХ и Режимы Работы" (DOC)
Комплекс - это не одна ракетница. Это несколько машин. У Бука их четыре.
1) Командный пункт(КП) - позволяет координировать действия нескольких радаров и зенитных установок (их правильное название ниже). Выглядит как просто бронемашина без особенностей.
2) радиолокационная станция обнаружения цели(СОЦ). Именно она имеет кодовое имя "Купол" (вернее одна из её модификаций). Выглядит как огромный радар на гусеницах. Ни на одной фотке ДНР я её не видел. Вот она
3) самоходная огневая установка(СОУ). Выглядит как хрень с 4мя ракетами (или 3мя в старых модификациях). Не путать с ПЗУ, у которой 8 ракет и о которой дальше. Вот эта няша:
4) Пуско-заряжающая установка(ПЗУ). Выглядит как автокран с 8ью ракетами. Может пускать 4ре ракеты сама. Остальные 4ре ракеты для подзарядки.
Картинки приведены с разных сайтов - где красивее и понятнее было. Возможно тут разные модификации, но в целом отличить 4ре типа машин можно.
Что есть у ДНР
Я тут соберу то, что я мельком нашёл в топике как доказательство, что у ДНР есть Бук.
Видим, что там есть ракеты, а значит это или п.3 (огневая установка), или п.4 (пуско-заряжающая установка). На первых двух фотках и первом видео явно нет крана. На втором я засомневался, что может под брезентом кран. Но если приглядеться, то видно, что морда у него сильно выпирает, как у безкрановой пусковой установки.
Итак, на всех свидетельствах Бука у ДНР запечатлена Самоходная огневая установка от ЗРК Бук.
Может ли одна самоходная огневая установка(СОУ) от ЗРК Бук произвести успешный выстрел?
Этот вопрос сложнее. Многие диванные эксперты ПВО пишут, что чтобы ракета полетела нужен весь комплекс. У меня возникли сильные подозрение, что он весь нужен. Хотя бы потому, что ПЗУ точно не нужно для выстрела уже заряженного СОУ. Как следует из названия, она нужна для перезарядки. И судя по видео в ютубе там для перезарядки нужен только кран. Поэтому я достаточно быстро нашёл картинку, как (похоже арабы?) перезаряжают СОУ обычным автокраном:
Остались КП и СОЦ. Тут сложнее. Из вики вычитал, что самая первая модификация СОУ работала на старой ЗРК Куб-М4. В ней не было КП, но СОЦ, конечно, был. Подозрения, что КП не нужен закрались, но одного этого мало.
На rusarmy.com нашлось в описании
"СОУ может выполнять эти задачи как в составе ЗРК при целеуказании с КП, так и автономно в секторе ответственности."
То есть, утверждается, что СОУ может работать автономно, но непонятно как. Ведь для пуска ракеты требуется достаточно точно навести её и "подсвечивать" цель. Как происходит эта подсветка я так и не понял, но она явно нужна. И для неё требуется радар.
и лишь в тексте las-arms.ru более подробно приводятся характеристики:
СОУ 9А310 предназначена для поиска в назначенном секторе, опознавания, сопровождения и подсветки выбранных для обстрела целей, транспортировки, предварительного наведения и пуска по ним ракет. Для ведения боевой работы по телекодовой линии связи она сопрягается с КП и ПЗУ. Для решения указанных задач в ее составе имеются РЛС 9С35, цифровая вычислительная система, пусковое устройство с силовым следящим приводом, НРЗ, телевизионно-оптический визир, аппаратура связи и управления, навигации, топопривязки и ориентирования, система автономного электропитания и жизнеобеспечения. Все оборудование размещено на гусеничном шасси ГМ-569. РЛС сантиметрового диапазона 9С35 с общей ан-тенной системой для двух передатчиков импульсного и непрерывного излучения является важнейшим элементом и обеспечивает обнаружение, сопровождение и подсвет цели и ракеты.
Итого, в СОУ есть радиолокационная система, а также все необходимые устройства для сопровождения и подсветки цели.
Вначале изучения я недоумевал, зачем нужно СОУ, которое перевозит только 4 ракеты и не может перезаряжаться само, когда есть ПЗУ, которое перевозит 8 ракет, может само перезаряжаться и может так же пускать ракеты. Похоже в ПЗУ просто нет всей этой электроники для автономной работы и она может работать только в составе КП и СОЦ.
Могли ли ошибиться при пуске ракеты и вместо Ан-26 на высоте 6500 попасть в Боинг-777 на высоте 11000?
Это тоже интересный вопрос. Мне пытались доказать, что никак не могли, ибо самолёты совершенно не похожи и высота сильно различается.
Читаем характеристики радара СОУ las-arms.ru:
Обзор зоны ответственности в автономном режиме станция осуществляет в секторе 120 градусов по азимуту и 6-7 градусов по углу места за время не более 4 секунд. Максимальные ошибки определения дальности до цели не превышают 175 м, угловых координат - 0,5 делений угломера.
На вики есть только характеристики модернизированного СОУ 9А317 применена фазированная антенная решётка с электронным сканированием луча. СОУ может выполнять поиск целей в зоне ±45° по азимуту и 70° по углу места.
Как видим, у модернизированной в 10 раз увеличился угол места. Я вначале подумал, что это ошибка на las-arms.ru, но там пишут что у крутого радара СОЦ 30-40 градусов по углу места. В вики есть подтверждение, что СОЦ Купол работает в 30-40 градусов по углу места. Поэтому больше похоже, что в вики ошибочно дописали ноль в конце 7. Если кто найдёт пруфы на 70 градусов - пишите.
Кто не знает, 120 градусов по азимуту и 7 градусов по углу места - означает "120 градусов влево-вправо, 7 градусов вверх-вниз". Поэтому становится понятно, что без СОЦ достаточно сложно - слишком маленький угол по углу места. Возможно именно поэтому украинские власти заявляли, что самолёт Ан-26 сбит русскими - они имели ввиду, что он был замечен русскими ПВО, дальше его координаты передали ДНРу и те смогли навести СОУ под правильным углом, чтобы захватить цель.
На rusarmy.com показана такая фотография места оператора ЗРК Бук
Не понятно, где именно это - в КП, СОЦ или СОУ, но не думаю что в СОУ будет что-то сильно лучше.
Итого: оператор вводит углы, которые надо сканировать и получает картинку, что там есть. Несомненно, он может подсчитать высоту цели (как расстояние до цели, умноженное на синус угла наклона), но может и не считать.
В целом, я вижу что ошибиться можно легко (особенно при условии отсутствия СОЦ). Но возможно при пуске ракеты надо вычислять в том числе высоту - информацию об этом я не нашёл.
Могли ли украинские военные перенаправить выпущенную ДНР ракету?
Этот вопрос начал меня волновать сразу, как я понял, что СОУ может действовать достаточно автономно, но без СОЦ довольно "слепа". Именно это было бы "идеальным преступлением". Дать ДНРовцам приманку в виде Ан-26 или Ил-76, а после пуска ракеты (которая была зафиксированна спутниками и совершилась с территории ДНР), включив свой СОЦ перенаправить её более сильным сигналом на боинг. Возможно именно на это намекала Россия, когда говорила, что фиксировала включение СОЦ Купол? Но даже если фиксировала, доказать что эта ракета была перенаправлена украинскими ВС будет нереально (это всё только предположения, пока не известно даже, был ли сбит самолёт ракетой).
К сожалению, ответ на него не нашёлся. Подозреваю, что большая часть документации засекречена и в свободном доступе это не узнать. Если кто найдёт - пишите источники.
UPD. Возникло ещё пара вопросов - разбираю их.
Могла ли СОУ обнаружить боинг на той высоте и скорости, которая у него была?
В комментах часто задавали этот вопрос. Да и по свидетельству интервью с ракетчиком это должно было быть достаточно сложно.
Посчитаем наихудший случай для СОУ. Боинг летит прямо на нас и прямо над нами. Надо посчитать сколько времени мы можем его наблюдать в одном положении радара. При этом разрешение радара по азимуту не имеет значения, самолёт летит ровно по углу места.
Для вычисления этого нам надо умножить расстояние от боинга до установки (в данном случае он равен высоте полёта боинга) на синус разрешения по углу места (более точным будет умножение на 2 тангеса половины угла, но для данных углов они почти равны).
Получаем 10 000 * sin 7° = 10 000 * 0.121 = 1210 м.
Это такое расстояние "просматривает" радар СОУ на высоте 10 км повёрнутый вертикально вверх. Подозреваю, что он вертикально вверх не может подниматься, но мы пока только оцениваем.
Крейсерская скорость боинга-777 - 905 км/ч = 250 м/c
Максимальная скорость боинга-777 - 950 км/ч = 260 м/c
Итого в худшем случае боинг будет просматриваться 1210 / 260 = 4.5 секунд. При условии, что радар делает полный обход за 4 секунды, получаем что в худшем случае, он увидит боинг на радаре всего один раз. Понятно, что никакую ракету они не впустят.
Теперь средний случай. Боинг летит на горизонтальном удалении 5773 м и под углом 45 градусов к СОУ (если быть точным, угол 45 градусов между горизонтальными проекциями вектора скорости самолёта и вектора между СОУ и самолётом). Удаление 5773м я взял таким, что угол между горизонтом и самолётом будет 60°.
Удаление от СОУ до Боинга будет 5773 * 2 = 11 546 м
По углу места просматриваем 11 546 * sin 7° = 1400 м
По азимуту просматриваем 11 546 * 2 * tan (120°/2) = 40 000м. По азимуту огромное значение, ибо угол обзора у него заявлен в 120 градусов.
Скорость боинга по углу места составляет 250 м/с * cos 45° = 176 м/c
Скорость боинга по азимуту составляет 250 м/с * sin 45° = 176 м/c
Итого, по углу места он выйдет за пределы через 1400 / 176 = 8 c, по азимуту через 40 000 / 176 = 227 с. За пределы радара он выйдет через 8 секунд - уже лучше, но всё равно явно мало для поражения цели.
Вычислим наилучший вариант. Боинг летит параллельно положению СОУ. При этом он не выходит за пределы угла места. Угол между горизонтом и самолётом - 45°.
Удаление от СОУ до Боинга = 10 000 / sin 45° = 14000 м.
По азимуту просматриваем 14 000 * 2 * tan 60° = 48 500 м
Боинг на крейсерской скорости пролетает это расстояние за 48 500 / 250 = 193 с. За это время точно успеют выстрелить.
Как видим, чтобы сбить боинг, им должно было повезти, чтобы он летел достаточно параллельно им. И тут возникает следующий вопрос
Что проще сбить - Ан-26 на высоте 5 000 м или Боинг-777 на высоте 10 000м?
Если считать по угловой скорости, то Ан с его крейсерской скоростью 435 км/ч на 5 000м имеет практически такую же угловую скорость, как и Боинг с крейсерской скоростью 905 км/ч на 10 000м.
Таким образом, угловое разрешение СОУ никак не влияет на эту возможность.
Но у радара СОУ есть также ограничение по дальности. Какое - я не смог найти. На вики написанно 20 км, но в это не верится, ибо у ракеты радиус попадания больше, а в обычном режиме именно СОУ ведёт ракету.
Дальше идут неправильные вычисления. Я вычислил линейное расстояние, а нужно угловое. Оставлю их тут на память.
Если дальность равна N, то пространство, просматриваемое на высоте h задаётся окружностью с радиусом r таким, что N^2 = h^2 + r^2.
Посчитаем радиусы для h=5 000 и h=10 000 для N = 20 000 (как в вики) и N= 32 000 (дальность ракеты 9М38, которая там используется):
5 000 / 20 000: 19.3 км
10 000 / 20 000: 17.3 км
5 000 / 32 000: 31.6 км
10 000 / 32 000: 30.3 км
Получаем, что даже если вика верна, то радиус обнаружения всего на 10% больше. А если верно моё предположение, то разница 5%. Итого, Ан-26 проще обнаружить, чем Боинг-777 примерно на 10%.
Чтобы вычислить под каким минимальным углом места будет виден самолёт на высоте 5/10 км при дальности радара 20км и 32 км (дальность ракеты 9М38), считаем арксинусы:
arcsin 5/20 = 14.4°
arcsin 10/20 = 30°
arcsin 5/32 = 9°
arcsin 10/32 = 18.2°
Видим, что в обоих случаях разница достаточно существенная. Поэтому Ан будет проще обнаружить и сбить. Насколько проще - посчитать сложнее. Можно предположить, что выше 45 градусов радар не поднимают, тогда в случае 20км дальности проще в 45-30 / 45-14.4 = 2 раза, в случае 32км дальности - в 45-18.2 / 45-9 = 1.35 раз.
UPD2 Добавил два файла с более подробным описанием ТТХ - спасибо Jake_Heisenberg
В ТТХ сказано, что дальность обнаружения у СОУ 90км при высоте >3000м. В этом случае Ан-26 и Боинг-777 будет практически одинаково сложно обнаружить и зависеть только от угла, под которым самолёт летит по отношению к СОУ,
Отличный комментарий!