Нова система досліджень і розробок сухопутних військ США

18.11.19 | В. Слюсар
система досліджень і розробок сухопутних військ США

Потреба технологічного забезпечення модернізації сухопутних військ США призвела до радикального перегляду у 2018-19 роках системи досліджень і розробок у цьому виді військ.

Ключовим елементом нової її структури стало сформоване командування сухопутних військ Army Futures Command (AFC) (рис. 2).

Його штаб-квартира розташована у м. Остін (штат Техас), на базі кампуса Університету штату Техас, що зроблено для сприяння встановленню тісних зв’язків з академічною наукою, промисловістю та інноваційним приватним сектором. Повних операційних спроможностей командування має набути до вересня 2019 р. Командувач AFC (генерал-лейтенант John M. Murray) підпорядковується безпосередньо секретарю та начальнику штабу сухопутних військ.

В рамках AFC функціонують 8 багатофункціональних команд (Cross-Functional Teams, CFT), що займаються розробкою вимог, отриманих шляхом експериментів та технічних демонстрацій, для низки пріоритетних напрямів розвитку спроможностей:

  • високоточне вогневе ураження на великій відстані;
  • бойові машини наступного покоління;
  • майбутні вертольоти;
  • мережеве управління, командування, зв’язок і розвідка;
  • гарантоване позиціювання, навігація та часова синхронізація;
  • протиповітряна і протиракетна оборона;
  • підвищені летальні спроможності солдат;
  • синтетичне навчальне середовище.
система досліджень і розробок сухопутних військ США Рис. 1. Структура сухопутних військ США до реорганізації

Крім того, до складу AFC увійшли трансформовані структурні елементи TRADOC (United States Army Training and Doctrine Command): Army Capabilities Integration Center, TRADOC Analysis Center, директорати з розробки і інтеграції спроможностей (Capability Development & Integration Directorates, CDID) та асоційовані з ними польові лабораторії відповідних центрів передового досвіду (CoE) (менеджери спроможностей (TRADOC capability managers, TCM) лишаються у складі TRADOC). Також до AFC були передані від Army Materiel Command (AMC) колишні структури Army Material Systems Analysis Activity та Research, Development, & Engineering Command. Зазначені структурні елементи після вилучення зі складу TRADOC та AMC зосередяться на трьох ключових завданнях:

Futures & Concepts – ідентифікація та пріоритизація спроможностей, які необхідні, та відповідних можливостей з урахуванням загроз;

Combat Development – концептуалізація і розробка рішень для ідентифікованих потреб і можливостей, пошук балансу між поточним станом технологій і вимогами до фінансування підрядників;

Combat Systems – удосконалення, розробка і виготовлення на основі сучасних технічних рішень технічних демонстраторів, прототипів, проведення експериментів, забезпечення переходу до програм AMC з постачання та виробництва.

система досліджень і розробок сухопутних військ США Рис. 2. Структура сухопутних військ США після створення AFC

На думку фахівців США, нове командування AFC не буде дублювати функції DARPA, оскільки DARPA займається усіма видами збройних сил, а AFC – лише сухопутними військами. Тому можливо сказати, що за своїми функціями і завданнями AFC – це своєрідна «ARPA» (від слова «Army»).

Після підпорядкування RDECOM новому командуванню сухопутних військ Army Futures Command (AFC), наступним кроком стала реорганізація RDECOM в CCDC (United States Army Combat Capabilities Development Command) – Командування сухопутних військ США з розвитку бойових спроможностей.

Формування CCDC відбулося у лютому 2019 р. До складу CCDC, крім лабораторії CCDC Army Research Laboratory (ARL), входять ще 7 центрів. Зазначені центри CCDC отримали нові найменування (рис. 2):

  • CCDC Armaments Center (U.S. Army Combat Capabilities Development Command Armaments Center, раніше відомий як ARDEC);
  • CCDC Aviation & Missile Center (U.S. Army Combat Capabilities Development Command Aviation & Missile Center, раніше AMRDEC);
  • CCDC Chemical Biological Center (колишній ECBC);
  • CCDC C5ISR Center (U.S. Army Combat Capabilities Development Command C5ISR (Command, Control, Computers, Communications, Cyber, Intelligence, Surveillance and Reconnaissance, раніше CERDEC);
  • CCDC Soldier Center (колишній NSRDEC);
  • CCDC Ground Vehicle Systems Center (U.S.Army Combat Capabilities Development Command Ground Vehicle Systems Center, колишній TARDEC);
  • CCDC Data & Analysis Center.

Крім того, CCDC має три регіональні представництва CCDC-Americas, CCDC-Atlantic, CCDC-Pacifiс, які призначені для вивчення можливостей міжнародної співпраці у наукових дослідженнях і розробці технологій та спроможностей, які потенційно закриють прогалини потенціалу армії США.

Фахівці CCDC активно залучаються до участі в роботі міжфункціональних команд (CFT). Наприклад, CCDC Ground Vehicle Systems Center (раніше TARDEC) тісно співпрацює з CFT бойових машин нового покоління (NGCV), що спрямовує зусилля на модернізацію та оновлення парку бойових машин. В якості основних їх категорій розглядаються опціонально пілотована бойова машина, роботизовані бойові машини (Robotic Combat Vehicles, RCV), броньовані багатоцільові машини, легкий танк (Mobile Protected Firepower).

Фахівцями CCDC відпрацьовані ключові архітектури, на основі яких будуть суттєво розширені спроможності NGCV. Подальшим важливим завданням є розробка і демонстрація модульної масштабованої архітектури електрифікації, що дозволяє здійснити перехід від дизельного гібрида до паливних елементів та повністю електричних бойових машин.

Не менш амбіційною є програма оптимізації чисельності екіпажу з застоcуванням технологій доповнення його спроможностей (Crew Optimization & Augmentation Technologies, COAT). При цьому важлива увага приділяється комбінації пілотованих та безекіпажних платформ в одній команді (Manned/Unmanned Team), для чого спільно з ARL створено експериментальну лабораторію (MUM-T Experimentation Laboratory, MEL). Крім того, ведуться роботи з впровадження технології доповненої реальності.

У сфері роботизованих платформ головний акцент робиться на використанні векторної архітектури AGVRA, що спирається на поєднання операційної системи ROS-M та профілю взаємосумісності IOP. При цьому слід розрізняти клас малої робототехніки (Small Robotics), що застосовується у міському середовищі та у підземеллях, а також роботизовані бойові машини (RCV), серед яких фахівці CCDC виділяють три підкласи (максимальні габарити обумовлені способом авіаційного транспортування):

  • легкі RCV(L) – вага до 10 т, максимальні габарити 224х88х94» (довжина-ширина-висота, дюйми), транспортування вертольотом;
  • середні RCV(M) – 10-20 т, 230х107х94”, перевезення одного зразка RCV(M) на С-130;
  • важкі RCV(H) – 20-30 т, 350х144х142», транспортування двух RCV(H) на С-17.

Спорідненим до бойової робототехніки напрямом є застосування автономних систем у логістиці, інтеграція у конвої безекіпажних платформ та опціонально пілотованих машин.

За напрямом підвищення захищеності наземних транспортних засобів відпрацьовується модульна активна система захисту (MAPS) з тандемним застосуванням активного, реактивного та пасивного захистів і застосуванням на рівні машини концепції поєднання мережі сенсорів з мережею бортових засобів ураження (ефекторів) через внутрішньомашинну систему С2.

CCDC Armaments Center (розташований в Арсеналі Пікатінні) спрямовує свою діяльність, в першу чергу, на продовження досліджень та розробок, раніше започаткованих в ARDEC.

Зокрема, на основі дослідного зразка автоматичного мінометного комплексу ADIM (Automated DirectIndirect fi re Mortar), призначеного для ведення вогню прямим наведенням або з навісною траєкторією стрільби мінами калібру 81 мм, відпрацьовується конструкція автоматичного міномету для майбутніх безекіпажних платформ.

система досліджень і розробок сухопутних військ США Рис. 3. Комплекс ADIM

У поточній версії відповідний мобільний зразок ADIM розташований на шасі автомобіля HMMWV (рис. 3,4).

Згідно з наведеними представниками CCDC Armaments Center даними, мобільний комплекс ADIM дозволяє вести вогонь на відстанях 300 – 6112 м з кутами наведення стволу у вертикальній площині від -3 до +85 град. Максимальна швидкострільність становить 30 мін/хв, однак реально для більш точного ведення вогню вона зменшується до 4 – 5 с на постріл з метою демпфування коливань стволу.

система досліджень і розробок сухопутних військ США Рис. 4. Комплекс ADIM

При цьому готовність до відкриття вогню з моменту отримання запиту на нього становить 7 с. Ємність магазину дозволяє розмістити 20 мін M821A2 HE. Заряджання магазину здійснюється без його демонтажу, через спеціальний отвір, по одній міні, в ручному режимі.

Живлення міномету забезпечується від бортових акумуляторних батарей HMMWV напругою 24 В. Комплекс має вбудований комп’ютер, який дистанційно отримує команди наведення та стрільби з бортового комп’ютеру управління вогнем (Automated Fire Control System – Mortar (AFCS-M)), що функціонує на базі операційної системи Windows (розташований у кабіні HMMWV).

Суттєвих результатів досягнуто у створенні дослідних зразків 155-мм самохідної гаубиці, розробленої в рамках програми Extended Range Cannon Artillery (ECRA) (рис. 5).

У серпні 2018 р. зазначена гаубиця на посиленому заряді дозволила досягти дальності стрільби 72 км. На основі удосконалених боєприпасів та зарядів планується збільшити цей показник до 100 км і більше. Не зважаючи на габарити гаубиці, особливо довжину стволу 9 м, передбачається її транспортування авіаційними та морськими засобами.

Extended Range Cannon Artillery (ECRA) Рис. 5. Extended Range Cannon Artillery (ECRA)

Постачання у війська планується у 2023 р. Серед проблемних питань, що потребують вирішення, слід вказати необхідність зниження маси, для чого докладаються значні зусилля, оскільки за основу було взято застосування шасі від гаубиці Paladin M109A7.

Слід звернути увагу на відсутність автоматичного заряджання. У наявних зразках заряджання боєприпасів здійснюється у ручному режимі, однак після остаточного визначення необхідного типу боєприпасів будуть проведені роботи щодо максимальної автоматизації відповідного процесу. До речі, розробка третьої, більш досконалої модифікації гаубиці вже почалася.

Для збільшення дальності стрільби проведена часткова модернізація 155-мм гаубиці M777A2 (рис. 6). На новому боєприпасі XM1113 (рис. 7) та посиленому заряді XM654 було досягнуто дальність стрільби 62 км замість штатної дальності 28 км.

Гаубиця M777A2 як прототип M777ER Рис. 6. Гаубиця M777A2 як прототип M777ER (фото автора)

Удосконалена версія М777ER зберегла у своєму складі РЛС виміру початкової швидкості снаряду (квадратна антена світлого кольору на рис. 6), радіосистему прийому команд наведення і програмування боєприпасів (вібраторна антена на лівій опорі на рис. 6) та отримала оновлене програмне забезпечення для бортового пульту управління вогнем, зокрема з метою програмування снаряду «Екскалібур».

Боєприпас XM1113 зі звичайним підривачем Рис. 7. Боєприпас XM1113 зі звичайним підривачем

Крім боєприпасів XM1113 та «Екскалібур» для М777ER можливо застосовувати нечутливий боєприпас XM1128. Він, аналогічно XM1113, має у донній частині ракетний заряд, однак значно меншої довжини, що дозволило збільшити об’єм основного спорядження порівняно з XM1113 майже у 2 рази.

Для підвищення точності наведення на таких відстанях боєприпаси XM1113 та XM1128 оснащуються пристроєм прецизійного наведення PGK (Precision Guidance Kit) M1156 (рис. 7), який виконує функції підривача з курсовою корекцією. Вага PGK становить 1,4 кг, що на 400 г важче штатного підривача снарядів калібру 155 мм.

Окрім снарядів, він може застосовуватися для наведення мін калібру 120 мм. Застування PGK дозволяє зменшити на 74 % витрати боєприпасів та приблизно на 75 % загальну вагу боєкомплекту, якщо брати за основу наряд з 300 боєприпасів з традиційними підривачами.

Пристрій прецизійного наведення PGK M1156 Рис. 8. Пристрій прецизійного наведення PGK M1156

PGK оснащений одноканальним приймачем сигналів GPS з одною прийомною антеною та має обертовий блок нерухомих рулів. Для програмування підривача перед пострілом застосовується спеціальний індуктивний програмувач. Під час польоту антена GPS утримується у верхньому положенні, а за рахунок обертання рулів коректується траєкторія снаряду.

Середньоквадратична похибка наведення на дальностях 27-28 км становить 5-15 м, а на дальностях 40 км – до 30 м. Хоча в інших джерелах вказується, що точність не залежить від відстані, насправді дальність стрільби впливає на крутизну траєкторії і відповідно нахил снаряду відносно лінії горизонту на початковій та кінцевій ділянках польоту, що призводить до зменшення кількості супутників у сузір’ї для точного місцевизначення снаряду за даними GPS. Подальші роботи з удосконалення PGK, особливо його функціонування в умовах завад GPS, продовжуються.

При модернізації мінометів калібрів 120, 81 та 60 мм основна увага в CCDC Armaments Center приділялася зменшенню їх ваги до 25 % та оснащенню більш ефективними засобами прицілювання.

В успішному проведенні зазначених робіт значну роль відіграє лабораторна база CCDC Armaments Center. Зокрема, мова йде про обладнання для перевірки електроніки, оптичних та механічних систем керованих боєприпасів на стійкість до перевантаження під час пострілу (до 20000 g), яке забезпечує м’яке гальмування 155-мм снаряду після пострілу до нульової швидкості. Відповідне устаткування (Soft Catch Gun System) має у своєму складі штатну гармату M119 калібру 155 мм та сполучену з нею гальмівну трубу, яка складена з багатьох сегментів і має загальну довжину 165 м (рис. 8).

Soft Catch Gun System Рис. 9. Soft Catch Gun System

Soft Catch Gun System

Щоб уповільнити снаряд, використовують як стиснене під значним тиском повітря, так і воду. Перша частина гальмівної траси містить відцентровані сегменти труб діаметром 25 - 30 см (візуальна оцінка) зі звичайним атмосферним повітрям. Наступна ділянка довжиною 96 м заповнюється стисненим повітрям, вона відділена від попередньої частини траси алюмінієвою діафрагмою, яка пробивається снарядом під час руху. Заключний сегмент гальмівних труб (24 м) заповнений водою. Від повітряного сегменту він відділений поршнем (пістоном), який сприймає удар снаряду й рухається разом з ним, тиснучи на воду та завершуючи гальмування боєприпасу. Після кожного випробувального пострілу здійснюють заміну діафрагми та поршня.

Залежно від типу снаряду та його прогнозованої початкової швидкості перед тестом проводять попередні розрахунки необхідного тиску повітря і маси води, що використовуються в системі.

При цьому необхідно враховувати багато змінних, зокрема, зовнішню температуру, оскільки щільність повітря під тиском залежить від неї. Траса оснащена чисельними манометрами, акселерометрами, датчиками температури, тиску, датчиками наближення. Вони дозволяють контролювати швидкість руху снаряду та вимірювати параметри ударної хвилі, що утворюється за рахунок його польоту і проходить по сегментах труби.

За день випробувань може бути здійснено 4 - 5 пострілів, середня вартість кожного з яких становить 25 - 28 тис. доларів США. Відстріл проводиться не тільки для нових зразків, а й з метою визначення термінів придатності серійних боєприпасів.

Розробка нових конструкцій бойових частин та їхнє випробування здійснюється підрозділом CCDC Armaments Center, що має назву Davidson Warhead Facility. Основною спорудою, яку він експлуатує, є зала, всередині якої може здійснюватися підрив бойових частин, що містять енергетичний матеріал вагою до 25 кг в тротиловому еквіваленті, з метою визначення діаграми розкиду осколків.

Характерним елементом конструкції відповідної будівлі є наявність напівсферичного куполу висотою 12 м і діаметром 12 м, здатного рівномірно поглинати енергію вибуху. Стіни виконані з залізобетону товщиною 3 м та покриті 38-сантиметровим шаром броні. До купольної зали, в якій розташовується епіцентр вибуху, додано 100-метровий бетонний тунель для дослідження кумулятивних боєприпасів та ефектів ураження цілей.

Зокрема, тут пройшли випробування різні типи зразків попередньо фрагментованих і кумулятивних бойових частин. Серед трендів розвитку кумулятивних боєприпасів заслуговує уваги формування одночасно кількох незалежних джетів малого діаметру замість одного, з великим діаметром.

Завершаючи огляд спроможностей CCDC Armaments Center, слід вказати лабораторію з проведення зовнішніх балістичних тестів (Ballistic Gun Range and Evaluation Complex). Вона оснащена 17 відеокамерами, що розташовані у вікнах бетонної стіни уздовж траси польоту снаряду та призначені для ведення цифрової HD-зйомки зі швидкістю 5800 фреймів/с.

Крім того, позаду гармати, що здійснює постріл, розташовано РЛС виміру швидкості снаряду компанії Weibel серії SL. На кінці траси (довжиною приблизно 60 м) у скелі вбудовані два бетонні уловлювачі снарядів з піщаними наповнювачами. Стрільба може вестися одночасно з двох гармат з дистанційним керуванням електроспуском, у тому числі синхронно. Відеокамери дозволяють оцінити обертову швидкість снаряду на траєкторії/

Звичайно, описана структура нового командування AFC ще потребує перевірки часом. Разом з тим, поважливе ставлення при його формуванні до потенціалу попередньої системи досліджень і розробок сухопутних військ США створило умови для безболісного проведення реформи та подальшої активізації науково-експериментальної діяльності. Все це у поєднанні із стабільним фінансуванням є запорукою ефективного вирішення AFC завдань, що перед ним поставлені.



Даний матеріал відноситься до авторських публікацій.
Думка редакції може не збігатися із точкою зору авторів матеріалів.

Використані джерела:
Озброєння та військова техніка, 2019, 3 (23) ISSN 2414-0651 (друк) ISSN 2663-5550 (онлайн)