Trident II, или D-5, является крупнейшей баллистической ракетой для подводных лодок, которую использовали Соединенные Штаты со времен твердотопливной БРСД Юпитер в 1956 году. С развертыванием этой ракеты и американские, и британские подводные лодки могут атаковать цели в любой точке мира.
По состоянию на 2018 год «Трайдент II» — единственная БРПЛ, оставшаяся на вооружении ПЛАРБ ВМС США и ВМФ Великобритании. Боезаряды, развёрнутые на «Трайдент II», составляют 52% от СЯС США и 100% — СЯС Великобритании. Носителями «Трайдент II» являются 14 американских ПЛАРБ типа «Огайо» и 4 британских ПЛАРБ типа «Вэнгард».
Разработка
Первоначально разработка D-5 началась в 1966 году, когда военно-морской флот начал программу под названием «Undersea Long-range Missile System» (ULMS). Эта программа должна была определить требования к характеристикам следующего поколения БРПЛ в рамках подготовки к снятию с вооружения ракет Polaris/Poseidon в начале 80-х годов. Однако в 1967 году, поскольку «Poseidon» не достиг запланированной дальности в 3500 миль, исследования были ограничены разработкой версии ракеты «Poseidon» большой дальности. Эта работа в конечном итоге привела к созданию ракеты Trident 1.
Пока шла разработка Trident 1, в 1975 году ВМС начали программу по определению методов повышения точности своих БРПЛ. Эта программа не только показала, что точность может быть улучшена, но и что, если будет использоваться боеголовка для МБР, БРПЛ будет эффективна против укрепленных военных целей. Однако боеголовка такого размера не могла быть размещена на Trident 1 без снижения дальности или уменьшения количества боеголовок. Таким образом, в 1978 году компания Lockheed начала передовые работы по проектированию новой БРПЛ, которая максимально использовала бы пусковые шахты подводных лодок нового класса Ohio. Это было началом программы Trident II.
Еще до того, как была определена конструкция D-5, потенциальные характеристики этой новой ракеты побудили Великобританию в марте 1989 года выбрать ее для замены своих ракет Polaris. При участии Великобритании 21 октября 1983 года военно-морской флот подписал с Lockheed письмо-контракт о начале разработки и производства серийных ракет. Официальный контракт на 5,765 миллиарда долларов был подписан 12 марта 1984 года, положив начало полномасштабной разработке Trident II. Первоначальная эксплуатационная готовность была запланирована на 1989 год на девятой подводной лодке класса Ohio, USS Tennessee (SSBN-734).
D-5 являлась результатом последних достижений в области твердого топлива, электроники, аэродинамики и строительных материалов. Двигатели первой, второй и третьей ступеней покрыты графитовой эпоксидной смолой. Этот новый материал обеспечивает более легкий и прочный корпус, что снижает массу ракеты и увеличивает дальность полета. Для большей гибкости электронные подсистемы ракеты широко используют конфигурируемые вентильные матрицы в своих основных логических функциях. Наряду с этими новыми технологиями, D-5 также использует телескопическую аэродинамическую иглу и улучшенное топливо с высокой плотностью.
Создание Trident II значительно улучшило возможности флота наносить удары по защищенным целям. Ее большая дальность действия позволяет ВМФ увеличить зону патрулирования своих подводных лодок. Это затрудняет вражеским кораблям поиск и потопление этих подводных лодок в кризисной ситуации. Большая дальность действия D-5 также позволяет США базировать свои силы БРПЛ в портах Соединенных Штатов. Таким образом, ВМС прекратили свои операции в базе Холи-Лох, Шотландия, когда была выведена последняя субмарина «Poseidon».
Первая ракета «Trident II» была запущена 15 января 1987 года. Этот первый запуск был произведен с площадки 46А на мысе Канаверал. Первоначально планировалось запустить 20 ракет с наземной площадки, а затем завершить серию испытаний от 5 до 10 пусков с USS Tennessee. Фактически, до того, как испытания были перенесены на Tennessee, с площадки было запущено всего 19 ракет.
Первый запуск Trident II с подводной лодки произошел 21 марта 1989 года. Однако пуск был неудачным из-за проблемы с соплом двигателя первой ступени. Эта проблема снова возникла во время третьего пуска 15 августа. Изменения конструкции, необходимые для решения этой проблемы, вынудили ВМС отменить запланированное начало эксплуатации Trident II к 31 декабря 1989 г. Первый модернизированный Trident II был запущен 4 декабря 1989 г. 31 марта 1990 года Trident II вступил в строй.
Конструкция
Ракета UGM-96A Trident-2 выполнена по трехступенчатой схеме. При этом третья ступень размещается в центральном проеме приборного отсека и головной части. Ракетные твердотопливные двигатели (РДТТ) всех трех ступеней Trident-2 изготовлены из материалов с улучшенными характеристиками (арамидное волокно, кевлар-49, в качестве связующего вещества применяется эпоксидная смола) и имеют качающееся сопло облегченной конструкции. Кевлар-49 имеет более высокие удельную прочность и модуль упругости по сравнению со стекловолокном. Выбор арамидного волокна дал выигрыш в массе, а также прирост в дальности стрельбы. Двигатели снаряжаются высокоэнергетическим твердым топливом - нитролан, имеющим плотность 1.85 г/см3 и удельный импульс 281 кг-с/кг. В качестве пластификатора применен полиуретановый каучук. На ракете Trident-2 на каждой ступени имеется по одному качающемуся соплу, обеспечивающему управление по тангажу и рысканию.
Сопло изготовлено из композиционных материалов (на основе графита), имеющих меньшую массу и большую стойкость к эрозии. Управление вектором тяги (УВТ) на активном участке траектории по тангажу и рысканию осуществляется за счет отклонения сопел, а управление по крену на участке работы маршевых двигателей не производится. Накапливающееся за время работы РДТТ отклонение по крену компенсируется в процессе работы двигательной установки головной части. Углы поворота сопел УВТ являются небольшими и не превышают 6-7°. Максимальный угол поворота сопла определен исходя из величины возможных случайных отклонений, вызванных подводным запуском и разворотом ракеты. Угол поворота сопла при разделении ступеней (для коррекции траектории) обычно составляет 2-3°, а во время остального полета - 0,5°. Первая и вторая ступени ракеты имеют одинаковую конструкцию системы УВТ, а в третьей ступени она значительно меньших размеров. Они включают три главных элемента: пороховой аккумулятор давления, обеспечивающий газом (температура 1200°С) гидравлический блок; турбину, которая приводит в действие центробежный насос и гидравлический силовой привод с трубопроводами. Рабочая скорость вращения турбины и жестко связанного с ней центробежного насоса 100-130 тыс. об/мин. РДТТ всех ступеней БРПЛ Trident-2 работают до полного выгорания топлива. Применение на БРПЛ Trident-2 новых достижений в области микроэлектроники позволило снизить массу блока электронного оборудования в системе наведения и управления попетом на 50% по сравнению с аналогичным блоком на ракете Poseidon-СЗ.
Головная часть (ГЧ) включает приборный отсек, боевой отсек, двигательную установку и головной обтекатель с носовой аэродинамической иглой. В боевом отсеке Trident-2 размещается до восьми боеголовок марки W-88 мощностью 475 кт каждая, или до 14 боеголовок марки W-76 мощностью по 100 кт, расположенных по окружности. Их масса 2,2 - 2,5 т. Двигательная установка ГЧ состоит из твердотопливных газогенераторов и управляющих сопел, с помощью которых регулируется скорость головной части, ее ориентация и стабилизация. Масса топлива двигательной установки 193 кг, максимальное время работы после отделения третьей ступени 7 мин. В двигательной установке ГЧ ракеты Trident-2 используется четыре твердотопливных газогенератора, разработанные фирмой Atlantic research.
При поражении ракетных шахт противника используется так называемый способ «2 по 1» — нацеливание на одну шахту МБР двух боевых блоков с разных ракет. При этом вероятность поражения цели составляет 0,95. Производство блоков W88 было ограничено 400 единицами. Поэтому большинство ракет вооружается ББ W76. В случае использования двух менее мощных блоков при способе «2 по 1» вероятность выполнения задачи снижается до 0,84.
Британские боеголовки разрабатывались лабораторией Atomic Weapons Establishment в Aldermaston. Разработка велась при активном участии специалистов из США. Эти боеголовки конструктивно подобны боеголовкам W-76. Согласно неподтверждённым данным в британской боеголовке используется корпус Mk4 от боевого блока W-76, а британские специалисты занимались разработкой ядерного боезаряда. В отличие от американских боеголовок британские имеют три опции подрыва — 0,3 кт, 5—10 кт и 100 кт.
Последний этап модернизации ракеты заключается в оснащении ББ W76-1/Mk4 новыми взрывателями МС4700 ("Проникающая агрессия"). Новый взрыватель позволяет компенсировать промах относительно цели при перелете за счет более раннего подрыва над целью. Величина промаха оценивается на высоте 60–80 километров после анализа реального положения боеголовки и траектории ее полета относительно назначенного места подрыва.
Головной обтекатель предназначен для защиты головной части ракеты при ее движения в воде и плотных слоях атмосферы. Сброс обтекателя производится на участке работы двигателя второй ступени. Носовая аэродинамическая игла применена на ракетах Trident-2 в целях снижения аэродинамического сопротивления и увеличения дальности стрельбы при существующих формах их головных обтекателей. Она утоплена в обтекателе и выдвигается телескопически под воздействием порохового аккумулятор давления. Аэродинамическая игла на БРПЛ Trident-2 имеет семь выдвижных частей.
В приборном отсеке размещены различные системы (управления и наведения, ввода данных на подрыв боеголовок, разведения боеголовок), источники электропитания и другое оборудование. Система управления и наведения управляет полетом ракеты на этапах работы ее маршевых двигателей и разведения боеголовок. Она вырабатывает команды на включение, выключение, отделение РДТТ всех трех ступеней, включение двигательной установки ГЧ, проведение маневров коррекции траектории полета БРПЛ и нацеливание боеголовок. Система управления и наведения БРПЛ Trident-2 типа Мк5 включает два электронных блока, установленных в нижней (задней) части приборного отсека. В первом блоке (размером 0,42X0,43X0,23 м, массой 30 кг) размещены ЭВМ, формирующая управляющие сигналы, и управляющие цепи. Во втором блоке (диаметр 0,355 м, масса 38,5 кг) размещена гиростабилизированная платформа, на которой установлены два гироскопа, три акселерометра, астродатчик, а также оборудование термостатирования. Система разведения боеголовок обеспечивает выработку команд на маневрирование ГЧ при нацеливании боеголовок и их отделение. Она установлена в верхней (передней) части приборного отсека. Система ввода данных на подрыв боеголовок записывает необходимую информацию в ходе предстартовой подготовки и вырабатывает данные высоты подрыва каждой боеголовки.
Система хранения и пуска ракет
Для ракеты «Трайдент II», традиционно для американского флота, применён «сухой» метод старта — из сухой ракетной шахты, без заполнения её водой. На ПЛАРБ «Огайо», вооружённых комплексом «Трайдент II», установлена система хранения и пуска ракет Mk35 mod 1. Система состоит из шахтных пусковых установок, подсистемы выброса ракеты, подсистемы контроля и управления пуском и погрузочного оборудования ракет. Ракетная шахта представляет собой стальной цилиндр, жёстко закреплённый в корпусе лодки. С целью возможности установки «Трайдент II» ракетная шахта по сравнению с предыдущими лодками типа «Лафайет» была увеличена (диаметр составляет 2,4 метра, а длина 14,8 метров). Шахта сверху закрывается крышкой с гидравлическим приводом. Крышка обеспечивает герметизацию шахты и рассчитана на то же давление, что и прочный корпус. Пусковая установка имеет четыре контрольно-наладочных лючка для проведения осмотров. Один люк расположен на уровне первой палубы ракетного отсека. Два люка, предназначенные для доступа к приборному отсеку и разъёму — на уровне второй палубы. Ещё один люк, для доступа к подракетной камере, расположен на уровне четвёртой палубы. Специальный механизм блокировки обеспечивает защиту от несанкционированного проникновения и управляет открытием крышки и технологических лючков.
Внутри шахты устанавливается пусковой стакан и оборудование подачи парогазовой смеси. Пусковой стакан накрывается мембраной, предотвращающей попадание воды внутрь при открывании крышки во время старта. Мембрана имеет куполообразную форму и изготавливается из фенольной смолы, армированной асбестом. При запуске ракеты, с помощью установленных на её внутренней стороне профилированных зарядов взрывчатого вещества, мембрана разрушается на центральную и несколько боковых частей. Пусковая шахта оснащена штекерным разъёмом нового типа, предназначенным для соединения ракеты с системой управления стрельбой, автоматически отсоединяемым в момент пуска ракеты.
Перед пуском в шахте создаётся избыточное давление. В каждой шахте для формирования парогазовой смеси установлен пороховой аккумулятор давления (ПАД). В пусковой установке смонтирован патрубок для подачи парогазовой смеси и подракетная камера, в которую поступает парогаз. Газ, выходя из ПАД-а, проходит через камеру с водой, частично охлаждается и, поступая в нижнюю часть пускового стакана, выталкивает ракету с ускорением порядка 10g. Ракета выходит из шахты со скоростью приблизительно 50 м/с. При движении ракеты вверх происходит разрыв мембраны и в шахту начинает поступать забортная вода. Крышка шахты закрывается автоматически после выхода ракеты. Вода из шахты выкачивается в специальную заместительную цистерну. Для удержания подводной лодки в стабильном положении и на заданной глубине производится управление работой гироскопических стабилизирующих устройств и перекачка водного балласта.
Пуск ракет может осуществляться с 15—20-секундным интервалом с глубины до 30 метров, при скорости хода около 5 узлов и волнении моря до 6 баллов. Все ракеты могут быть выпущены в одном залпе, но испытательные пуски всего боекомплекта никогда не производились. В воде происходит неуправляемое движение ракеты и после выхода из воды по данным сигнала датчика ускорений включается двигатель первой ступени. В штатном режиме включение двигателя происходит на высоте 10—30 метров над уровнем моря.
Система управления ракетной стрельбой
Система управления ракетной стрельбой предназначена для расчёта данных стрельбы и ввода их в ракету, осуществления предстартовой подготовки, контроля процесса пуска ракет и последующих операций, обеспечения возможности обучения личного состава проведению ракетных стрельб в режиме тренажёра.
На ПЛАРБ типа «Огайо» установлена система управления стрельбой Mk 98. Система позволяет осуществлять перенацеливание ракет в процессе патрулирования ПЛАРБ. При этом возможно как использование подготовленной программы полёта, так и выработка новой программы полёта ракеты по переданным на лодку координатам целей. Перевод всех ракет в состояние минутной готовности к старту осуществляется в течение 15 минут. Во время предстартовой подготовки возможно перенацеливание одновременно всех ракет.
Система управления ракетной стрельбой включает в себя две основные ЭВМ, периферийные ЭВМ, пульт управления ракетной стрельбой, линии передачи данных и вспомогательное оборудование. Основные ЭВМ предназначены для решения задач по составлению программ полёта ракет и управления ракетным комплексом. Периферийные ЭВМ обеспечивают хранение и дополнительную обработку данных, их отображение и ввод в основные ЭВМ. Пульт управления ракетной стрельбой расположен в центральном посту подводной лодки и предназначен для контроля всех этапов предстартовой подготовки, подачи команды на пуск и контроля послепусковых операций.
Служба
В рамках первоначального контракта фирмой Lockheed Martin с 1989 по 2007 год были поставлены 425 ракет «Трайдент II» для ВМС США. Ещё 58 ракет были поставлены ВМФ Великобритании.
Life Extension Program (LEP). С 2007 года осуществляется программа продления срока эксплуатации ракет (англ. Life Extension Program, LEP). Необходимость проведения данной программы вызвана тем, что после программы LEP проведённой для ПЛАРБ типа «Огайо» их срок эксплуатации увеличился с 30 до 45 лет. В рамках программы LEP для ракет «Трайдент II» планируется в том числе осуществить заказ дополнительных 115 ракет, что увеличит общий объём закупок до 540 ракет. Программа LEP включает в себя ряд подпроектов. Они включают в себя работы по замены двигателей, ИНС, компонентов электроники ракет и работ по модификации боевых блоков.
Носителями ракет в ВМС США являются подводные лодки типа «Огайо», каждая из которых вооружена 24 ракетами. По состоянию на 2009 год ВМС США располагают 14 лодками этого типа. Ракеты устанавливаются в шахты ПЛАРБ при выходе на боевое дежурство. После возвращения с боевого дежурства ракеты выгружаются с лодки и перемещаются в специальное хранилище. Хранилищами ракет оборудованы только ВМБ Бангор и Кингс-Бей. Во время пребывания ракет в хранилище на них проводятся работы по техническому обслуживанию.
Характеристики:
Общие характеристики
Максимальная дальность стрельбы - 11000 км.
Круговое вероятное отклонение - 120 м.
Диаметр ракеты - 2,11 м.
Длина ракеты в сборе - 13,42 м.
Масса снаряженной ракеты - 57,5 т.
Мощность заряда: 100 кт (W76) или 475 кт (W88).
I ступень
Относительная масса топлива - 0,616.
Стартовая тяговооруженность ступени - 2,48.
Масса:
- ступени полная - 37918 кг.
- конструкции ДУ - 2414 кг.
- топлива (заряда) с бронировкой - 35505 кг.
- снаряженной ДУ - 37918 кг.
Габариты:
- длина - 6720 мм.
- диаметр максимальный - 2110 мм.
Среднемассовый расход топлива 563,5 кг/с.
Среднее давление в камере сгорания - 115 кгс/м2.
Полное время работы ДУ - 63 с.
Удельный импульс тяги в пустоте - 286,8 кгс.
II ступень
Относительная масса топлива - 0,258 м.
Стартовая тяговооруженность ступени 3,22
Масса:
- ступени полная - 16103 кг.
- конструкции ДУ - 1248 кг.
- топлива (заряда) с бронировкой - 14885 кг.
- снаряженной ДУ - 16103 кг.
Габариты:
- длина - 3200 мм.
- диаметр максимальный - 2110 мм.
Среднемассовый расход - 323 кг/с.
Среднее давление в камере сгорания - 97 кгс/м2.
Полное время работы ДУ - 64 с.
Удельный импульс тяги в пустоте - 299,1 кгс.
III ступень
Относительная масса топлива - 0,054.
Стартовая тяговооруженность ступени 5,98.
Масса:
- ступени полная - 3432 кг.
- конструкции ДУ - 281 кг.
- топлива (заряда) с бронировкой - 3153 кг.
- снаряженной ДУ - 3432.
Габариты:
- длина - 3480 мм.
- диаметр максимальный - 1110 мм.
Среднемассовый расход - 70 кг/с.
Среднее давление в камере сгорания - 73 кгс/м2.
Полное время работы ДУ - 45 с.
Удельный импульс тяги в пустоте - 306,3 кгс.
Источники:
3. James N. Gibson. Nuclear Weapons of the United States: An Illustrated History. Schiffer Pub., 1996.
Комментариев нет:
Отправить комментарий