Юный техник, 2003 № 06 - [5]

Управляли ее полетом сложные системы. Автопилот постоянно вел ракету строго по заданной ему в данный момент прямой. Ни ветер, ни случайные сбои в работе рулей направления не могли ее с этого курса сбить. Но сам курс не был постоянным. Его по мере надобности изменяла система самонаведения, ведущая погоню за целью. Вот как она работала.

Самолет противника облучали с земли пучком волн радиолокатора. Поскольку волны от самолета отражались, он и сам становился источником радиоволн. Оставалось лишь его запеленговать и навести ракету. Простейший радиопеленгатор — это радиоприемник с ферритовой антенной. Она хорошо принимает сигналы лишь с определенного направления. Вот этим свойством и воспользовались конструкторы ракеты «Вассерфаль».

Рис. З.1 — радиопеленгатор; 2 — азот; 3 — винил; 4 — азотная кислота; 5 — двигатель; 6 — рули.

У них был особый приемник-радиопеленгатор с парой вращающихся антенн, который очень точно определял направление на источник радиоволн. Но из-за общей медлительности всей системы вывести ракету на прямой контакт с целью не удавалось. Поэтому применялся еще специальный взрыватель с собственным радиолокатором, который подрывал ракету за несколько метров от цели. Потому заряд пришлось увеличить до 60 кг. Самолет, на который шла такая ракета, был обречен. Однако «Вассерфаль» не спасла Германию. Во-первых, она появилась слишком поздно, во-вторых, дорого стоила, в-третьих, в самом принципе управления ею крылся серьезный недостаток. Дело в том, что с момента пуска ракеты локатор должен был постоянно отслеживать цель и больше ничем не заниматься. Это затрудняло отражение массированных налетов.

Зенитчикам требовалась ракета, которую можно было бы выпустить и забыть. Для этого уже после войны на ракеты начали ставить автономные радиолокаторы (рис. 4).

Рис. 4

Это помогло. Но настоящим прорывом в совершенствовании ракет стало понимание того, что локатор не нужен вовсе. И в самом деле, зачем «подсвечивать» самолет радиоволнами, если он сам — мощнейший источник электромагнитных волн с длиной от 0,8 до 100 микрон. Это длины волн инфракрасного теплового излучения его двигателей. Так нельзя ли заставить ракету наводиться на самолет по его собственному излучению?

Ответ на этот вопрос искали почти сорок лет.

Еще задолго до войны была предложена очень простая схема теплового самонаведения, состоявшая из линзы и двух пар фотоэлементов, чувствительных к инфракрасному излучению. Они через усилители и электромоторы управляли рулями ракеты (рис. 5).

В зависимости от того, на какой из фотоэлементов попадало излучение, рули поворачивали ракету в нужную сторону так, чтобы изображение цели оказывалось между фотоэлементами. Это означало, что ракета идет прямо на цель.

Казалось бы, все здорово. Но представьте себе, что ракету сильно качнул ветер или самолет резко ушел в сторону. Его изображение окажется где-то сбоку, и система из четырех фотоэлементов его потеряет. Ракета не попадет в цель.

Поэтому реальные головки теплового самонаведения гораздо сложнее. Вначале их оснащали электромеханическими устройствами для поиска цели.

Вот схема одного из них (рис. 6).

Рис. 6

Перед фотоэлементом ставили два вращающихся диска. Один имел спиральную прорезь, другой — прямоугольную. На их пересечении получалось окошко, которое «шарило» по всему небу. Кроме того, диски при каждом обороте замыкали контакт. Когда в окошко попадала цель, на фотоэлементе возникал импульс. По разности времени между появлением этого импульса и моментом замыкания контакта вычислялись координаты цели, и автопилоты получали команды на поворот ракеты. Такая головка теплового самонаведения стояла на немецкой зенитной ракете «Рейнтохтер» (рис. 7).

Она захватывала цель на расстоянии 3 км, однако была медлительной, недостаточно чувствительной и точной. На подходе могла терять цель. После войны появились более совершенные и гораздо более сложные механические устройства.

Но в конце 60-х годов возникла микроэлектроника и механические системы самонаведения заменили электронными. Вообще-то они были гораздо сложнее механических, но зато в сотни раз легче и дешевле в производстве.

В основе их мозаичные фотоэлементы. Это крохотная пластинка германия или кремния, на которой размещено несколько сотен чувствительных к тепловому излучению фотоэлементов. На этой пластинке объектив головки самонаведения создает изображение цели. Где бы оно ни оказалось, логическая система легко определит, как нужно повернуть рули ракеты.

Такое устройство положено в основу советской ракеты «Стрела» и американского «Стингера». Их запускает солдат с плеча при помощи легкой безоткатной пушки.

Для этого он включает электронику ракеты и начинает ловить цель, например, вертолет, в перекрестье прицела. В то же время начинает «смотреть во все глаза» и головка самонаведения. Заметив тепловое излучение двигателя вертолета, она подает сигнал. Остается лишь нажать курок. Взрыв порохового заряда сообщает ракете первоначальный импульс, а далее на безопасном для стрелка расстоянии включается ее двигатель. Ракеты «Стрела» широко применялись при освобождении Юга Вьетнама.