Марио Арканжелиc - Радиоэлектронная война (От Цусимы до Ливана и Фолклендских островов)

ИК-энергия спонтанно излучается всеми телами, которые имеют температуру выше абсолютного нуля (- 273 градусов Цельсия). Этот процесс вызван колебаниями молекул тканей и, поэтому, прямо зависит от температуры.

Прототип ИК-датчика можно найти в природе, в ее животном мире. Последние из змей, появившихся на Земле — очень ядовитое семейство pit viper, обитающее в Северной и Южной Америке и особенно в Юго-Восточной Азии, имеет две небольших ямочки между глазами и ноздрями с находящимися в них двумя прекрасными ИК-датчиками, которые позволяют им обнаруживать и определять местоположение всех предметов, которые теплее или холоднее окружающей среды. Эти датчики чрезвычайно чувствительны и могут обнаруживать малейшие изменения температуры.

Они состоят из мембраны заполненными особыми нервными волокнами и натянутыми на небольшую, наполненную воздухом полость и реагируют на тепло. С их помощью, змея, обычно прячущаяся в трещинах почвы, может в полной темноте обнаружить присутствие лягушки, мыши или другого несчастливого существа попавшего в ее сферу действий и убивает его.

Будучи одной из форм электромагнитной энергии, ИК-излучение может поглощаться и трансформироваться в тепло или преобразовываться каким-то иным способом, чтобы сделать его видимым; например, оно может быть преобразовано в электрический ток или быть спроецировано на фотопленку чувствительную к ИК-лучам. С точки зрения военного применения, датчики ИК-энергии продемонстрировали свое практическое значение в конце Второй мировой войны, когда они впервые были использованы для обнаружения и слежения за самолетами. Все применявшиеся во время Второй мировой войны ИК-устройства были почти исключительно активного типа приборами, когда луч ИК-энергии фокусировался на цели. Однако, немцы экспериментировали также и с полностью пассивными системами, которые не излучали ИК-энергии — подобно гремучей змее. Эта система предназначалась для обнаружения самолетов на дальности 12 км, но так и не была применена в реальных боевых действиях, вероятно вследствие несовершенства тогдашних ИК-технологий, что не позволяло начать серийное производство таких систем.

После войны крупнейшие державы мира продолжили исследования по ИК-лучам, сконцентрировавшись на пассивных системах наведения оружия.

Эти системы имели преимущества: не выдавали присутствия управляемого оружия, имели высокую точность и, более того, были не восприимчивы к РЭП. В 1950 году эти исследования привели к разработке первой пассивной ИК-системы наведения ракет. Первой ракетой, которая наводились такой системой, была американская AIM-9 Sidewinder, за ней последовали AIM-4 Falcon, британская Firestreak и французская Matra R.550 Magic.

Самой знаменитой из них стала американская AIM-9 Sidewinder, которая подтвердила свою высокую точность во время первых же испытательных пусков. Радиоуправляемые мишени, которые использовались для испытательных стрельб, систематически сильно разрушались этой ракетой, которая самонаводилась прямо в сопло реактивного двигателя мишени. Чтобы уменьшить стоимость восстановления дорогостоящих мишеней, на консолях ее крыла были установлены сильные источники ИК-излучения, которые было значительно легче ремонтировать. Затем, высокая точность Sidewinder была подтверждена трагическими событиями, произошедшими в 1961 году в США во время тренировочного полета. Бомбардировщик В-52 Stratofortress случайно был сбит ракетой Sidewinder выпущенной истребителем-бомбардировщиком F-100 ВВС США. Ракета влетела в сопло одного из двигателей и взорвалась, консоль крыла оторвалась и самолет понесся к земле. Большая часть экипажа погибла.

Через несколько лет, вокруг ракеты Sidewinder развернулась невиданная шпионская "история", многие аспекты которой не ясны до сих пор. Предприимчивому советскому агенту каким-то образом удалось выкрасть ракету Sidewinder вместе с ее ИК ГСН с авиабазы в Западной Германии и тайно вывезти ее в Москву. Укутав ракету в ковер, на своем автомобиле, он проехал пол-Германии, а затем поездом переслал ее через границу задекларировав как свой багаж "не имеющий коммерческой ценности"! Вскоре, русские стали выпускать ракету с ИК ГСН Р-3, которая почти полностью была идентична американской Sidewinder.

Р-3 находившиеся на вооружении самолетов МиГ и Sidewinder, устанавливавшиеся на различных истребителях США, стали основным оружием воздушного боя во Вьетнамской войне. В 1966 году Sidewinder сбила первый северо-вьетнамский МиГ.

В 1973 году, через несколько месяцев после начала войны на Ближнем Востоке, израильскими ракетами с ИК ГСН Shafrir, конструкция которых основывалась на конструкции Sidewinder, было сбито около десятка сирийских самолетов. В октябре 1973 года, на египетском фронте, израильтяне сами понесли тяжелые потери от советских ракет с ИК ГСН "Стрела-2М". ЗУР "Стрела-2М" были оснащены фильтрами, которые в определенной степени устраняли один из основных недостатков систем с ИК-самонаведением — высокую вероятность ложных тревог, что вызывало перезахват ими других тепловых источников. Эксплуатация ПЗРК "Стрела-2М" была проста, они могли переноситься за плечом одним солдатом. Они оказались смертельным оружием для израильских самолетов, которые были вынуждены летать низко, чтобы избежать обнаружения поисковыми РЛС и стрельбовыми РЛС ЗРК "Куб". К счастью для израильтян, мощность взрывчатки боеголовок ЗУР "Стрела-2М" была ограничена их малыми размерами; иначе они стали бы настоящими убийцами израильских самолетов.

Однако ракеты с ИК ГСН имели и несколько недостатков. Наиболее серьезным недостатком Sidewinder было то, что часто, вместо того, чтобы самонаводиться на цель, она летела на более мощный источник: солнце, солнечные блики отраженные от облаков, наземные тепловые объекты и даже, в некоторых случаях, на собственные самолеты. Также, она имела серьезное ограничение, и требовала проведения атаки фактически с самого опасного ракурса для самолета — ЗПС, с целью направления ракеты на наиболее нагретую точку самолета — сопло реактивного двигателя.

Такие серьезные ограничения обуславливались тем, что ИК-датчики ГСН были не чувствительны к длинноволновому участку ИК-спектра. Например, самолету приходилось осуществлять атаку из ЗПС, поскольку датчик на сульфате свинца ракеты Sidewinder реагировал только на длины волн относящиеся к излучению нагретого металла выходных устройств реактивных двигателей. Был необходим ИК-датчик, который реагировал бы на весь спектр излучения шлейфа реактивного двигателя так, чтобы ракета могла атаковать независимо от пространственного положения или траектории полета самолета противника. С точки зрения техники, было необходимо разработать ИК-датчик, который не реагировал бы на длину волны 2,5 мкм (относящуюся к солнечным лучам, отраженным от облаков и излучению раскаленного металла сопла реактивного двигателя), а на длину волны 5 мкм — излучаемую истекающими газами. Этого добились методом охлаждения датчика до температур, называемых криогенными (от греческого слов "криос" — интенсивное охлаждение). Такие температуры значительно ниже тех, которые можно получить с помощью обычных приборов охлаждения.