От роя дронов до стелс-истребителя: зачем ВВС США создают новое поколение воздушных мишеней
Современной зенитной ракете недостаточно просто попасть в быстро летящий объект. Перед принятием на вооружение её необходимо проверить против цели, которая хотя бы приблизительно воспроизводит реального потенциального противника: скорость, манёвренность, радиолокационную заметность, тепловую сигнатуру и работу средств радиоэлектронной борьбы. Аналогичная проблема существует при испытаниях авиационных ракет, РЛС, инфракрасных систем обнаружения и перспективных комплексов ПВО. Чем сложнее становятся настоящие боевые самолёты и беспилотники, тем сложнее должна становиться и мишень, изображающая их во время испытаний.
Именно с этим столкнулись ВВС США. Существующий парк воздушных мишеней постепенно перестаёт соответствовать тому разнообразию угроз, которые теперь необходимо моделировать. Одной системы уже недостаточно: совершенно невозможно одинаково реалистично изображать небольшим беспилотником и рой дешёвых БПЛА, и крупный разведывательный дрон, и малозаметный сверхзвуковой истребитель, и стратегический бомбардировщик.
Поэтому американские ВВС начали искать не одну новую мишень, а целое семейство дешёвых беспилотных летательных аппаратов, которые должны воспроизводить практически весь диапазон современных воздушных целей — от небольших коммерческих дронов до самолётов пятого поколения. Причём часть этих аппаратов изначально предполагается использовать как расходный материал: по ним действительно будут стрелять боевыми ракетами и уничтожать во время испытаний.
Почему существующих мишеней уже недостаточно
Сегодня основными воздушными мишенями ВВС США являются системы двух совершенно разных классов. Первая — BQM-167A, специально разработанный относительно небольшой реактивный беспилотник. Вторая — знаменитый QF-16, представляющий собой настоящий F-16, переделанный в дистанционно управляемую мишень.
BQM-167A появился на вооружении в 2007 году. Его длина составляет около 6 метров, размах крыла — приблизительно 3,4 метра. Он значительно дешевле настоящего истребителя и позволяет отрабатывать широкий спектр задач, но именно размеры одновременно являются его ограничением. Небольшой аппарат способен имитировать определённую скорость, манёвр или радиолокационную сигнатуру, однако физически он остаётся маленьким беспилотником.
QF-16 решает противоположную проблему. Это полноценный истребитель F-16, превращённый в беспилотную мишень. Самолёт сохраняет реальные размеры, аэродинамику, скорость и значительную часть характеристик исходного истребителя. Более того, QF-16 при необходимости может летать и с пилотом.
Для испытаний оружия это почти идеальная мишень.
Есть только одна проблема: каждый уничтоженный QF-16 — это настоящий уничтоженный F-16.
Последняя партия включала 75 самолётов, переоборудованных Boeing, а последний из них был поставлен в 2022 году. ВВС рассчитывают продолжать эксплуатацию QF-16 как минимум до 2030-х годов, но запас подходящих старых истребителей не бесконечен. Одновременно QF-16 всё хуже соответствует необходимости изображать современные малозаметные самолёты.
Поэтому следующую мишень значительно выгоднее изначально проектировать беспилотной и достаточно дешёвой, чтобы потеря аппарата во время испытания была нормальной частью его жизненного цикла.
Одна мишень больше не подходит для всех
Новый запрос ВВС США интересен именно масштабом требований. Военным фактически нужен конструктор из нескольких классов аппаратов, каждый из которых будет воспроизводить определённую категорию воздушных целей.
В перечень входят малозаметные истребители, обычные боевые самолёты, крупные беспилотники Group 5, средние БПЛА Group 3 и Group 4, небольшие беспилотники Group 1 и Group 2, транспортные самолёты размерности C-130, а также значительно более крупные цели — стратегические бомбардировщики и самолёты дальнего радиолокационного обнаружения.
Требования к ним радикально отличаются.
Если мишень изображает современный истребитель, от неё требуется сверхзвуковая скорость вплоть до М=1,6 и выше на высоте 40 000 футов, то есть примерно 12 километров, а также возможность выполнять интенсивные манёвры с большими перегрузками.
Если необходимо изображать небольшой БПЛА, наоборот, важнее низкая скорость и возможность одновременно запускать множество аппаратов.
А для стратегического бомбардировщика ключевым становится уже физический размер и соответствующая радиолокационная и тепловая сигнатура.
Именно поэтому создать одну универсальную мишень оказывается практически невозможно.
Как беспилотник может изображать стелс-истребитель
Наиболее интересная часть программы касается малозаметных самолётов.
Просто сделать мишень быстрой недостаточно. Современная ракета взаимодействует не с абстрактной точкой в небе, а с набором физических признаков цели. Радиолокационная головка самонаведения видит определённую эффективную площадь рассеяния, инфракрасная — тепловое излучение двигателей и планера, системы радиоэлектронной разведки фиксируют работу радаров и других передатчиков.
Поэтому новая мишень должна уметь воспроизводить не только полёт истребителя, но и его электромагнитный портрет.
Для целей, имитирующих современные малозаметные самолёты, ВВС требуют возможности формировать заданные характеристики радиолокационной заметности, мультиспектральную инфракрасную сигнатуру и радиочастотное излучение. Более того, мишень должна иметь средства радиоэлектронной атаки.
Фактически речь идёт о своеобразном летающем симуляторе противника.
Сам аппарат совершенно необязательно должен быть точной копией реального истребителя. Важно, чтобы радар, инфракрасный датчик или головка самонаведения испытываемой ракеты воспринимали его как достаточно реалистичную цель.
Именно это принципиально отличает современную воздушную мишень от простого радиоуправляемого самолёта.
Зачем мишени радиоэлектронная борьба
Есть ещё одна причина, по которой требования заметно усложнились. Современный самолёт редко представляет собой пассивную цель. Он может использовать средства предупреждения об облучении, постановщики помех, дипольные отражатели, тепловые ловушки и другие средства противодействия.
Если испытывать новую ракету исключительно против самолёта, который просто летит по прямой, результаты будут мало говорить о её эффективности в более сложной обстановке.
Поэтому перспективные мишени должны не только маневрировать, но и сопротивляться атаке.
ВВС хотят иметь возможность оснащать их средствами РЭБ, радиочастотными излучателями и системами постановки помех. Предыдущие требования к перспективной NGAT также предусматривали установку дипольных отражателей и тепловых ловушек, включая штатные средства противодействия семейства AN/ALE-47.
В результате испытание становится значительно ближе к реальному воздушному бою: ракета должна обнаружить цель, удержать её на фоне помех, не уйти на ложную цель и в конечном итоге поразить маневрирующий аппарат.
Отдельная проблема — большие самолёты
Истребитель — далеко не самая крупная цель, которую необходимо моделировать. ВВС отдельно требуют системы, способные изображать самолёты размерности C-130.
Здесь требования меняются. Мишень должна воспроизводить физические размеры, относительно медленный дозвуковой режим полёта и характеристики многодвигательного самолёта с турбовинтовой или турбореактивной силовой установкой. Необходимы также соответствующие радиолокационные и инфракрасные сигнатуры.
Причём физический размер важен не только для проверки головки самонаведения.
Он необходим для испытания боевой части ракеты.
Попадание ракеты ещё не гарантирует уничтожения самолёта. Инженерам необходимо понимать, что произойдёт после подрыва боевой части: куда попадут осколки, какие конструкции будут повреждены и достаточно ли этого для гарантированного поражения крупного самолёта.
Маленький BQM-167A физически не способен полностью ответить на такой вопрос, если необходимо оценить воздействие на самолёт размерности C-130.
Для ещё более крупных целей — стратегических бомбардировщиков и самолётов ДРЛО — требования становятся ещё сложнее. ВВС хотят воспроизводить огромные физические размеры, характерную радиолокационную сигнатуру и тепловой портрет тяжёлого самолёта.
И на другом конце шкалы находится рой дешёвых дронов
Если большая мишень должна изображать самолёт стоимостью десятки или сотни миллионов долларов, то самая маленькая категория представляет прямо противоположную проблему.
Group 1 и Group 2 — это небольшие БПЛА. Для них ВВС устанавливают скорость менее 150 узлов, или примерно 278 км/ч. Но главная характеристика здесь даже не скорость.
Они должны уметь действовать роем.
Это означает, что испытания перспективной системы ПВО больше не должны ограничиваться сценарием «одна ракета против одной цели». В воздух можно будет одновременно поднять десятки относительно дешёвых мишеней и проверить, сколько целей обнаружит радар, сможет ли система сопровождать их одновременно, как будет распределять оружие и что произойдёт при насыщении каналов сопровождения.
В этом случае стоимость самой мишени становится критически важной. Если каждый аппарат стоит миллионы долларов, проводить подобные испытания регулярно практически невозможно.
Поэтому ВВС отдельно подчёркивают необходимость дешёвых и масштабируемых решений.
Между квадрокоптером и стелс-истребителем
Средние и крупные БПЛА получают собственные требования. Для Group 3 и Group 4 указывается скорость примерно М=0,5–0,8 и способность маневрировать с перегрузками от 3 до 6 g.
Для крупнейших аппаратов Group 5 требуется возможность работы на высотах до 50 000 футов, то есть примерно 15,2 километра.
Таким образом, одно семейство воздушных мишеней должно перекрыть чрезвычайно широкий диапазон характеристик — от небольшого медленного дрона до высотного беспилотного аппарата и сверхзвукового истребителя.
| Group 1–2 UAV | менее 150 узлов, групповое/роевое применение |
| Group 3–4 UAV | М=0,5–0,8, перегрузка 3–6 g |
| Group 5 UAV | высота до 50 000 футов |
| Современный истребитель | М=1,6+, высокая манёвренность |
| Стелс-самолёт | имитация ЭПР, ИК-сигнатуры, RF и РЭБ |
| Самолёт класса C-130 | физические размеры, сигнатуры, многодвигательная схема |
| Бомбардировщик/ДРЛО | большие размеры, мощная тепловая и радиолокационная сигнатура |
По сути, ВВС хотят создать не новую мишень, а набор физических моделей практически всей современной воздушной угрозы.
Но всё это должно быть достаточно дешёвым, чтобы его можно было уничтожить
Именно здесь находится главное отличие новой концепции.
ВВС США прямо указывают, что перспективные аппараты должны быть достаточно простыми и дешёвыми, чтобы при необходимости рассматриваться как attritable или expendable — то есть их потеря во время испытаний должна быть приемлемой.
Это довольно серьёзное изменение философии.
QF-16 представляет собой сложный настоящий истребитель, превращённый в мишень. Новая система должна идти обратным путём: изначально строиться как относительно дешёвый беспилотник, который лишь изображает характеристики сложного боевого самолёта там, где это необходимо для испытания.
Поэтому американские военные специально не ограничивают конкурс традиционными оборонными подрядчиками. В запросе упоминаются коммерческие изделия, модифицированные гражданские решения, технологии двойного назначения и уже существующие разработки. Особый интерес представляют нетрадиционные и коммерческие технологии, способные снизить стоимость и упростить массовое производство.
Это означает, что двигатель, электроника или отдельные элементы конструкции новой мишени совершенно необязательно должны разрабатываться специально по военному заказу.
Если подходящий серийный компонент уже существует на рынке, его хотят использовать.
Почему нельзя просто продолжать сбивать старые F-16
На первый взгляд QF-16 выглядит практически идеальным решением. США располагают значительным количеством старых F-16, которые постепенно выводятся из эксплуатации. Почему просто не продолжать превращать их в беспилотные мишени?
Проблема состоит сразу из нескольких частей.
Во-первых, запас подходящих самолётов ограничен. Каждый переделанный QF-16 использует реальный планер со своим остаточным ресурсом.
Во-вторых, обслуживание старого полноценного истребителя остаётся дорогим независимо от того, находится ли в кабине пилот.
В-третьих, F-16 представляет самолёт своего поколения. Его можно оборудовать дополнительными системами, изменить радиолокационную сигнатуру или установить средства РЭБ, но превратить аэродинамически обычный F-16 в полноценный физический аналог малозаметного истребителя значительно сложнее.
ВВС уже несколько лет пытаются решить эту проблему. Ранее существовали программы Next Generation Aerial Target и 5th Generation Aerial Target. Последняя должна была обеспечить именно более реалистичную имитацию самолётов пятого поколения, однако существенного перехода к массовой эксплуатации пока не произошло.
Поэтому QF-16 продолжат летать и в 2030-х, но теперь их рассматривают скорее как часть переходного периода.
Воздушная мишень становится отдельным классом сложной техники
В этом и заключается наиболее интересная часть всей программы.
Когда-то от мишени требовалось прежде всего лететь по заданной траектории и позволить ракете себя обнаружить. Теперь этого совершенно недостаточно.
Современная мишень должна уметь воспроизводить скорость и манёвренность конкретного класса самолёта, его радиолокационную заметность, тепловую сигнатуру и электромагнитное излучение. Она должна ставить помехи, выпускать ложные цели, работать автономно и, в некоторых вариантах, взаимодействовать с другими беспилотниками.
То есть технически она постепенно превращается почти в упрощённый боевой беспилотный самолёт.
Но есть принципиальная разница: все эти возможности необходимо получить максимально дёшево, потому что успешное испытание новой ракеты вполне может закончиться уничтожением самой мишени.
Именно поэтому новая программа ВВС США интересна далеко не только как очередная закупка беспилотников. Она показывает, насколько быстро меняется сама среда испытаний авиационного оружия.
Раньше для проверки ракеты было достаточно поднять в воздух старый истребитель без пилота.
Теперь необходимо воспроизвести стелс, радиоэлектронную борьбу, высотный БПЛА, крупный самолёт и одновременно целый рой дешёвых дронов.
А значит, прежде чем новое поколение ракет сможет научиться сбивать воздушные цели будущего, кому-то сначала придётся построить эти цели — специально для того, чтобы их уничтожить.
