F-22 Raptor против С-400. Часть 1

Когда на вооружение в России поступил комплекс ПВО С-400, в российских СМИ сразу начали появляться хвастливые статьи о том что С-400 это само совершенство и может сбивать все на свете, включая американские самолеты выполненные по технологии "стелс". Но так ли это на самом деле? Я решил с этим разобраться.

Для начала я хочу привести пример одной, на мой взгляд, самой наглой такой публикации, тем более что написал ее человек в России довольно известный, это военный эксперт Игорь Коротченко, про которого в википедиа сказано...цитирую:

российский журналист, военный эксперт, главный редактор журнала «Национальная оборона»; директор ООО "Центр анализа мировой торговли оружием"; член Общественного совета при Министерстве обороны РФ с 8 февраля 2012 года, полковник запаса.

Председатель Общественного совета при Министерстве обороны РФ (8 февраля 2012 — 24 апреля 2013), был главным редактором еженедельника «Военно-промышленный курьер»

Я его часто вижу на российских телевизионных шоу, куда его приглашают в качестве эксперта, а также в другие органы пропаганды, но главное о чем я хотел написать, это статья в его ЖЖ, которую перепостили многие сайты, под названием "Сунутся к нам - будем сбивать! C-300В4 и С-400 против истребителей F-22 ВВС США". Статья посвящена тому что американцы разместили в Европе свои самолеты F-22 Raptor прошлом году, а ее перепостили наверное сотни сайтов. Вот цитата из этой статьи:

Однако, как гласит русская поговорка, на каждую хитрую ж@пу найдется свой болт с резьбой. В настоящее время Концерн ПВО "Алмаз-Антей" серийно поставляет для Вооруженных Сил РФ новейшие зенитные ракетные системы С-300В4 (для войсковой ПВО) и С-400, способные гарантированно уничтожать любые воздушные цели, включая F-22.

Самое главное это то что нет ни каких сомнений в том что С-400 может сбить F-22, так как ключевое слово здесь "гарантированно", однако чтобы гарантированно сбить цель, надо чтобы радар ее гарантированно обнаружил, но не просто обнаружил, так как просто обнаружить это не проблема. Это можно сделать с помощью любого длинноволнового радара, однако такие радары обладают очень низкой точностью и не способны навести ракету на цель. Кроме этого их в свою очередь очень легко обнаружить и уничтожить.

Справедливости ради надо сказать что был один случай когда удалось сбить "невидимку" F-117 в Югославии, правда не благодаря каким-то техническим средствам, а из-за разгильдяйства американского командования. Сербы там тоже применяли длинноволновый радар, но как вспомогательное средство, но главное что помогло им сбить самолет, это знание маршрута и времени когда самолеты летали. Чтобы не быть голословным процитирую статью написанную со слов командира батареи сбившего самолет, полковника Дани Золтана. Вот несколько цитат из этой статьи:

На сербов работали шпионы. Они дежурили возле авиабазы в Италии, и когда с нее взлетали бомбардировщики, они по телефону докладывали об этом в Белград. Сеть наблюдателей существовала и в самой Сербии. Они также сообщали о маршрутах полета натовских самолетов.

А также:

На самом деле еще одним фактором, предопределившим успех операции, была тактика натовских военачальников. Они посылали F-117 без прикрытия и не меняли маршруты полета. Сбитый самолет летел по этому маршруту уже четвертый раз подряд, и это позволило сербским зенитчикам хорошо подготовиться к "охоте".

И наконец:

Золтан больше не смог сбить ни один "стэлс". Сразу же после того, как альянс потерял этот самолет, командование приняло меры по предотвращению подобных ситуаций. F-117 больше не летали в одиночестве - их сопровождали истребители, вооруженные ракетами HARM (наводящимися по сигналу радара). Самолеты стали менять маршруты полета, и устроить "засаду" на них сербы больше не смогли... Впрочем, это не убавило славы отставному полковнику. Он уже вошел в историю как человек, который смог сбить самолет-невидимку.

На самом деле с научной точки зрения самолет-невидимка это миф. Любую "невидимку" можно обнаружить с помощью любого радара, поэтому пропагандисты не врут когда говорят что радар С-300 или С-400 может обнаруживать "невидимок". Правда они скромно умалчивают о том с какого расстояния они это могут сделать. Дело в том что технология "стелс" не делает самолет невидимым для радара, но сокращает расстояние с которого радар его может увидеть.

Максимальное расстояние, на котором радар может увидеть цель, можно рассчитать по этой формуле:

формула расчета дальности радара

Где:

  • Rmax - максимальная дальность радара
  • Pt - мощность передатчика радара
  • G - коэффициент усиления антенны
  • Ae - эффективная площадь антенны
  • Smin - минимальная мощность на входе радара

Но все эти параметры в данном случае не имеют значения, так как относятся только к радару и не зависят от цели. Единственный параметр, который характеризует цель, обозначается символом "σ". Называется он "radar cross-section (RCS)" или по русски "эффективная площадь рассеяния (ЭПР)". Эта величина численно характеризует свойство объекта отражать волны. Именно этот параметр разработчики самолетов стараются сделать как можно меньше, так как чем меньше ЭПР тем меньше расстояние на котором радар может обнаружить цель. Для этого применяются специальные материалы, особые формы корпуса и крыльев и т.д. В этом и заключается технология "стелс".

Теперь посмотрим характеристики радара С-400. Там есть три параметра связанные с ЭПР. Про два из них написано что предназначены для баллистических целей с ЭПР равной 0.4 м2. Дальность одного из них при скорости 2800 метров в секунду составляет 250 километров, а другого при скорости 4800 метров в секунду - 230, однако про баллистические цели говорить нет смысла, так как С-400 против американских баллистических ракет бессильна. Дело здесь не в радаре, а в скорости. Согласно техническим характеристикам С-400, она может сбивать цели со скоростью максимум 4800 метров в секунду, в то время как например скорость боеголовки ракеты "LGM-30 Minuteman" равна 7 километрам в секунду, а скорость боеголовки ракеты "UGM-133 Trident II", которую запускают с подводных лодок, превышает 8 тысяч метров в секунду.

Третий параметр для всех остальных целей. Он не зависит от скорости, а согласно этому параметру при ЭПР равной 4 м2дальность радара составляет 390 километров.

Теперь, зная дальность радара при одной ЭПР, имея формулу зависимости дальности радара от ЭПР, при помощи очень несложных вычислений, можно найти дальность радара при любой другой ЭПР.  Для F-22 Raptor ЭПР равна 40 dBsm что соответствует 0.0001 м2. Это в 40 тысяч раз больше чем для расстояния 390 километров. Учитывая что в формуле расстояние пропорционально корню четвертой степени, чтобы найти расстояние, на котором радар С-400 обнаружит F-22, сначала надо найти корень четвертой степени из 40 тысяч. Он равен 14, а потом 390 надо разделить на 14. В результате получаем что максимальное расстояние, на котором радар С-400 может обнаружить F-22, немножко больше 27 километров.

Сразу возникает вопрос - 28 километров, это много или мало? Что может сделать F-22 Raptor на таком расстоянии?

Допустим самолет летит далеко, но когда он приблизится к С-400 на расстояние меньше чем 463 километров, летчик уже будет знать что его "просвечивает" радар, так как самолет оборудован сенсором AN/ALR-94. Это так называемый "radar warning receiver (RWR)", то есть устройство, которое обнаруживает облучение радио волнами радара. Как говорится в документе на сайте компании производителя военной электроники Raytheon, AN/ALR-94 состоит из 30 антенн равномерно расположенных по всему корпусу самолета и на крыльях, и связан с радаром AN/APG-77 выполненным по технологии активной фазированной решетки. Антенны передатчика и приемника AN/APG-77 разные, но с помощью сенсора AN/ALR-94 радар может вычислить координаты радара С-400 не включая передатчик. Таким образом летчик уже знает все про радар С-400, а расчет С-400 понятия не имеет о том что в небе находится F-22.

В результате F-22 может уничтожить С-400. Для этого у него есть штучка под названием "GBU-39 Small Diameter Bomb (SDB)". Это управляемая, точная бомба. На русский язык ее название переводится "бомба маленького диаметра". Это именно бомба, а не ракета, поэтому у нее нет двигателей, ей не нужны баки с горючим, при этом вес ее составляет 129 килограмм, длина 1.8 метров, а ширина 190 сантиметров. Дальность ее составляет 110 километров, а точность 5 - 8 метров. На борту F-22 может быть 8 таких бомб. Хотя дальность бомбы составляет 110 километров, но можно подлететь и поближе, например километров 40 от С-400, и сбросить бомбу на радар, так как координаты радара известны. В результате радар будет уничтожен, после чего ничем не рискуя можно подлететь поближе и сбросить другую штучку под названием "Joint Direct Attack Munition (JDAM)". Это тоже управляемая бомба, но побольше. У обоих бомб принципы действия одинаковые, различаются они в основном весом, размерами, дальностью и т.д.  Вес этой бомбы уже 490 килограмм, но зато дальность поменьше. По иронии судьбы ее дальность чуть больше расстояния на котором С-400 может обнаружить F-22. Теоретически можно было бы подлететь поближе и сразу сбросить эту бомбу, но таких бомб у F-22 всего две, поэтому есть смысл поберечь.

При этом возникает вопрос - как С-400 может защититься от этих бомб? Может радар С-400 обнаружить эти бомбы, а ракета С-400 ее сбить? Возможно. Я не знаю какое ЭПР у этих бомб и на каком расстоянии радар С-400 может их вычислить, это отдельный вопрос. Но допустим радар ее вычислил и направил на нее ракету. То что ракета больше бомбы по размерам, не так уж важно, так как не обязательно попадать точно в бомбу. Достаточно подорвать заряд на определенном расстоянии. Тем не менее существует способ с помощью которого два F-22 могут гарантированно уничтожить С-400.

Согласно технических характеристик С-400, она одновременно может обстреливать не более 10 целей, а F-22 может почти одновременно сбросить 8 бомб GBU-39. Например как показано на этой фотографии:

F-16 сбрасывает бомбы GBU-39

В данный кадр вошли только 3 бомбы, но интервал между этими бомбами занимает доли секунды, в чем можно убедиться посмотрев это видео, из которого я сделал этот скриншот (где-то начиная с 30 секунд от начала).

Правда это не F-22, а другой самолет, но принцип тот же самый. Бомбы крепятся на специальное шасси (carriage), которое выглядит так:

шасси для бомбы малого диаметра

Потом подвешивают внизу любого самолета. На F-22 они выглядят так:

GBU-39B на F-22A

На этой фотографии старый вариант, который мог нести только 4 бомбы, но позже появился новый вариант, под названием "Increment I", который позволяет к F-22 подвешивать 8 бомб.

Короче говоря эти бомбы не засовывают в бомбовый отсек, а потом через бомбовый люк сбрасывают одну за другой, а чтобы их сбросить, достаточно разжать крепление, как показано на этом скриншоте (кадры начиная с 26 секунды видео):

самолет сбрасывает бомбу малого диаметра

Поэтому если все бомбы запрограммированы на одну и ту же цель, достаточно разжать крепления на всех бомбах и они полетят вниз практически одновременно.

Таким образом если два F-22 координировано осуществят атаку, при этом один сбросит например 5 бомб, а другой 6, их всего будет 11. 10 из них может сбить С-400, но как минимум одна бомба гарантированно уничтожит радар С-400. Если два С-400 работают в паре, их гарантированно могут уничтожить три F-22. И так далее.

Вообще-то полноценная система ПВО состоит из 8 установок под общим управлением. Поэтому вся система может обстреливать одновременно 80 целей. Для гарантированного подавления такой системы ПВО понадобится 11 F-22. В этом случае они истратят весь запас GBU-39, но у каждого останется по две JDAM, то есть всего 22, которые они могут сбрасывать на цели спокойно, ничего не опасаясь, как на учениях, так как радары к этому времени будут уже уничтожены. Да и на радары F-22 могут сбрасывать бомбы ничем не рискуя, с безопасного расстояния.

11 F-22 в боевой обстановке не так уж много, так как на вооружении армии США в данный момент есть 187 F-22. Могло бы быть больше, но в 2009 году Обама фактически закрыл программу, пригрозив наложить вето, если Конгресс примет закон, выделяющий деньги на эту программу. Однако сейчас в Конгрессе снова начались дебаты о возобновлении финансирования производства как минимум еще 194 самолетов.

Что касается бомбы GBU-39, то она обладает еще одним замечательным достоинством - она очень дешевая. Она стоит всего 40 тысяч долларов. Для сравнения анти радарная ракета AGM-88E AARGM стоит почти миллион долларов. Поэтому сбросить 11 бомб GBU-39 на радар вдвое дешевле чем запустить анти радарную ракету (Я к сожалению не нашел стоимости ракет для С-400, но думаю что их стоимость как минимум несколько сот тысяч). Более того, начиная с октября этого года, управляемые бомбы, как малого диаметра, так и большого, будут выполнять в том числе функции анти радарной ракеты. Дело в том что еще в 2014 году Пентагон заключил контракт с компанией "Scientific Applications & Research Associates Inc. (SARA)", согласно которому SARA должны встроить во все типы умных бомб специальные радиоэлектронные устройства, которые по излучению вычисляют координаты радаров и систем РЭБ (радиоэлектронной борьбы), и направляют на нее бомбу, типа того как сейчас происходит в анти радарных ракетах. Срок контракта истекает 17 октября этого года.

Только не подумайте что это плод моей фантазии и я сам это придумал. По этому принципу "Агентство передовых оборонных исследовательских проектов Пентагона" [Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)] сейчас разрабатывает систему под названием "System of Systems Integration Technology and Experimentation (SoSITE)". Краткий перевод на русский язык это "система систем". Ее смысл заключается в том чтобы не создавать каких-то крупных сложных, дорогих систем вооружения, а создать систему из маленьких, дешевых компонентов, таких как беспилотники, крылатые ракеты и т.д., управляемых из одного центра. Причем крылатые ракеты для этой системы так и называются "Low Cost Cruise Missile (LCCM)" что переводится на русский язык "крылатая ракета низкой стоимости". Работать это будет упрощенно так:

Целый рой маленьких беспилотников собирает информацию, передает ее в самолет, который находится на безопасном расстоянии, летчик которого принимает решение, атаковать данный объект или нет, если он принимает решение атаковать, то он передает информацию на большой грузовой самолет, который выпускает огромное количество маленьких крылатых ракет. Так как это крылатые ракеты, а не бомбы, их дальность в разы выше чем у бомб, а их количество гарантированно превышает количество ракет, которое система ПВО может выпустить одновременно. В результате после того как система ПВО истратит все свои ракеты для того чтобы сбивать LCCM, оставшиеся LCCM гарантированно уничтожают ПВО противника. Все это показано в демонстрационном трехмерном мультфильме. Однако эта система, хотя и ближайшего, но будущего, а ту методику, которую я описал, можно применить прямо сейчас.

Самое смешное что в данной статье речь идет не о том сможет ли С-400 сбить F-22, а о том сможет ли С-400 уцелеть если ее атакуют несколько  F-22. Как видите, если правильно организовать атаку, шансы уцелеть у С-400 практически равны нулю. Правда, так как траекторию полета бомбы корректируют с помощью GPS, теоретически можно было бы перехватить управление GPS или создать шум средствами РЭБ, но на практике российские РЭБ бессильны против американской военной GPS. Об этом я напишу в следующей части.

Продолжение следует.