Inte bara Excalibur: historien om högprecisionsammunition för 155 mm kanoner från M712 Copperhead till M1156 PGK och vad den kan göra för AFU
På senare tid (även före omfattande diskussioner om MLRS M270 och M142 HIMARS) har diskussionerna om militärt bistånd omfattat 155 mm kanoner, självgående enheter och haubitsar. Ukraina använder redan M777 "treaxlade" haubitsar och SAU - norska M109A3, amerikanska M109 och franska Caesar. De polska AHS Krab och Dana med Zuzana 2 från Slovakien är på väg. Allt detta kommer att öka AFU:s eldkraft, inte bara på bekostnad av NATO 155 mm ammunition, som kommer att levereras oavbrutet och i nödvändiga kvantiteter tack vare öppnandet av Ramsteins stormarknad för Ukraina. Men också på bekostnad av GPS-styrd precisionsstyrd ammunition, som har en annan viktig parameter i krig - betydligt lägre förbrukning. Vilket ger en fördel i logistiken - du behöver mindre av dem och du kan leverera rätt mängd snabbare (och som ett resultat, billigare). Alla har hört talas om den högprecisa (och inte billiga) M982 Excalibur-projektilen, men nu finns det inte mindre intressant ammunition som kan förbättra eldkraften hos de ukrainska väpnade styrkorna.
Framväxten av artilleristyrda missiler (CLGP)
Det hela började i USA på 1970-talet, när utvecklingen av artilleri, praktiskt taget slog ett tak. Efter skapandet av kärnvapenartilleri (det fanns en sådan sak i vapnens historia, men det övergavs officiellt i slutet av det tjugonde århundradet) var det nödvändigt att flytta någon annanstans. Och den naturliga utvecklingen var försöket att skapa guidade högprecisionsprojektiler. Det finns en teori om att orsaken till att de skapades var att det i Östeuropa (vi ska påminna om tiden för det kalla kriget) fanns en stor mängd stridsvagnar från Sovjetunionen, som skapade ett allvarligt hot genom sin existens. Därför krävdes ett exakt vapen, som kunde engagera en tank på ett betydande avstånd, låt oss säga med ett enda skott. Saken är den att i det tättbefolkade Europa var det milt sagt omänskligt att skjuta haubitsar i rutor (för att täcka en stridsvagnsarmada) och det var förenat med stora förluster bland civilbefolkningen.
Förutom stridsvagnar och andra pansarfordon kunde även stationära befästningar vara mål för sådan högprecisionsammunition. Efter en preliminär konstruktionsgranskning, i vilken nästan alla amerikanska vapentillverkare deltog, antogs projektet med namnet CLGP (Cannon-Launched Guided Projectile). Det baserades på användningen av en glidflygande projektil med en fena (alternativet med en jet med fast bränsle övergavs till förmån för billig produktion) med samma enkla och blockerade styrsystem med laserdesignator (denna teknik var ny och lovande vid den tiden, den utvecklades av Texas Instruments) i slutskedet av projektilens flygning. En markoperatör (GLLD-system från Hughes Aircraft, se bilden nedan) eller ett flygplan eller en UAV kunde användas för lasermålangivelse, eftersom de var tillgängliga vid den tiden. Nackdelen med denna billigare konstruktion var att räckvidden minskade.
Foto: GLLD (Ground Laser Locator Designator) markmålsangivningsstation under tester, 1974 (Wikipedia)
Denna laserstyrda missil expanderar sina stjärtstabilisatorer efter avfyrningen och fortsätter att flyga genom att ta in den reflekterade laserdesignatorsignalen när den närmar sig målet. Denna signal fångas upp av ett semi-aktivt målsökarhuvud och elektroniken ger instruktioner för stjärtkraft under de sista sekunderna av flygningen. I teorin kanske allt detta idag inte ser särskilt övertygande ut, men enligt jämförande tester av konkurrerande modeller som genomfördes 1975, visade den bästa av dem sju direkta träffar på elva skott mot mål (både stående och rörliga) på mellan 4 och 7 km avstånd.
M712 Copperhead: Den första högprecisionsprojektilen
CLGP-projektet gav upphov till den första 155 mm styrda artilleriprojektilen. Den fick namnet M712 Copperhead. Arbetet med CLGP visade att stjärtfjäderdräkten inte var tillräcklig för att skjuta med den noggrannhet som krävdes. Därför lades fler vingar till, vilket gav projektilen likheten med en kryssningsrobot. Produktionen av M712 Copperhead inleddes 1978 - Pentagon betalade 56 miljoner dollar för 3 000 av dessa missiler. Ytterligare 27 miljoner dollar spenderades på 130 GLLD-lasermålbelysningsstationer. Vid olika tidpunkter låg kostnaden för en enda M712 Copperhead på mellan 22 och 24.000 dollar per runda (denna siffra inkluderade inte stridsspetsen och fraktbehållarna, de köptes separat). Mellan 1981 och 1985 tillverkades totalt 15 745 granater, vilket motsvarade 35 % av Pentagons budget för artillerigranater. Martin Orlando-fabriken, som var i drift i fredstid (dvs. 1 arbetsskift), producerade upp till 700 granater per månad. Endast fram till 1989, då produktionen av M712 Copperhead upphörde, tillverkades den i ca 25.000 enheter.
Diagrammet nedan visar M712 Copperhead i genomskärning. Från vänster till höger: bricka, stjärtstabilisatorer, stjärtsektion (roderlänkar och servon), fendersektion (vingar), nyttolastsektion med 6,7 kg nyttolast, styrsektion, semi-aktivt sökarhuvud. Projektilen är 140 cm lång med en totalvikt på 62,4 kg. Den deklarerade räckvidden för denna ammunition är 3 till 16 km.
Ammunitionen har två driftlägen: ballistiskt läge och planeringsläge. Ballistiskt läge används vid högt molntäcke och god sikt. I detta fall fäller man ut vingarna och stabilisatorerna till ett avstånd av 3.000 meter från målet. Planeringsläget används vid dålig sikt (moln, dimma eller nederbörd), vilket gör att det ballistiska läget inte kan användas. Vid en given punkt i banan sträcker ammunitionen ut fenorna och växlar från den ballistiska fasen till planeringsfasen. Målet fångas upp när projektilen är tillräckligt nära för att upptäcka laserstrålningen eller när projektilen kommer ut ur molntäcket, beroende på vilken händelse som inträffar först.
M712 Copperhead användes för första gången i strid under Operation Desert Storm 1991 i Irak. Då avfyrades 90 skott mot radarstationer och irakiska truppers befästningar. Av dessa missade endast fyra ett stationärt mål som belystes av en laserstråle.
Projektil som närmar sig en M47-tank, följt av detonation vid nedslaget (animation baserad på Wikipedia-foto)
Det målsökande huvudet kräver att målet är belyst i minst 13 sekunder för en exakt träff. Innan avfyrning var skytten tvungen att programmera projektilen så att den fick rätt laserstrålekod (notera de första sekunderna i videon nedan - skytten vrider på specialskruvarna med de kodade markeringarna med en skruvmejsel), vilket skapade ytterligare motstånd mot störning från fienden.
Copperhead-2-varianten av M712, med en kombinerad infraröd- och lasersökare, togs i bruk 1988, vilket återspeglade framväxten av skjut-och-glöm-det-mentaliteten i nya vapen på den tiden.
För den som vill veta mer
- Sovjetunionen utvecklade sin egen styrda robot - Krasnopol. Den utvecklades i slutet av 70-talet, använde ett semiaktivt laserstyrsystem, hade en stridsspets med en massa på 6,4 kg (i nya versioner upp till 9 kg) och räckvidd från 3 till 20 km (upp till 25 km i nya versioner).
- Den moderna versionen av denna ammunition kallas Krasnopol-D, använder satellitnavigering och används i det nuvarande kriget med Ukraina.
- Exportversionen av Krasnopol kostar 35 000 USD.
- Mindre kända versioner av de styrda robotar som utvecklas i Ryssland är Santimeter och Kitolov
- Ukraina har utvecklat en egen styrd robot baserad på den sovjetiska Krasno-Pol, kalladKvitnik(9 kg stridsspets, räckvidd upp till 20 km, kaliber 152/155 mm). Den togs i bruk 2012, och 2017 skapades en version utan ryska komponenter. I 2009 års priser värderades en sådan projektil till 200 000 hryvnia.
- ADC (Artillerie Dirigee Charge) är en högprecisionsprojektil som utvecklats i Frankrike, med en räckvidd på upp till 25 km
- BOSS (Bofors Optimized Smart Shell), utvecklad i Sverige, är en högexplosiv precisionsgranat med 600 m pansargenomträngning och radarspaningsräckvidd, med en skjutavstånd på 24 km.
Förutom de målsökande (styrda) monoblocken finns det också en hel klass av klusterprojektiler med målsökande stridsspetsar som sätts in i artillerihylsor. Sådan ammunition är i regel enklare att tillverka (den kräver inget styrsystem) och är ungefär tre till fem gånger billigare än målsökande ammunition. Och används för att bekämpa bepansrade mål. Eftersom de alla träffar målet nästan vertikalt har de tillräcklig pansarpenetration för att träffa 100-120 mm. Deras konstruktion bygger på endast två funktionella enheter: målsensorn och stridsspetsen. Självstyrande stridsspetsar är mer effektiva mot rörliga grupper av mål. De kan självständigt lokalisera mål över ett mycket större område. För att förstå hur detta fungerar i princip räcker det med att titta på en video som visar BONUS dubbelmålsammunition (en gemensam utveckling mellan Sverige och Frankrike).
Projektilen färdas längs en ballistisk bana under sin inledande flygfas. Den avfyrar sedan två stridsspetsar, som var och en först stabiliseras i luften av två böjda fenor och sedan riktas individuellt mot målet. Denna klass av 155 mm ammunition omfattar även XM-898 (SADARM, Skeet) ammunition från USA, ACED (Frankrike), Clasp (Israel) och SMArt (Tyskland).
M982 Excalibur: En projektil till priset av en missil
Höjdpunkten i utvecklingen av artilleriprojektiler (och den heliga graalen i "skjut och glöm"-klassen) är korrigeringsammunitionen M982 Excalibur, som utvecklats av Raytheon Missile Systems och BAE Systems Bofors. Inledningsvis hade den ett kombinerat styrsystem (tröghet + GPS, moderna versioner introducerade ett laserstyrhuvud), vilket gav den enastående noggrannhet med en sannolik cirkulär avvikelse (CVD ) på 4 meter på avstånd upp till 40 (i vissa senare modifieringar upp till 57 km). Som jämförelse har amerikanska 155 mm standardammunition en CEP på ca 200-300 m på medellångt avstånd. Med en vikt på 48 kg har den en stridsspets på 22 kg och kostar ca 112 000 USD styck, vilket gör Excalibur till ett dyrt vapen som är utformat för att bekämpa utvalda mål (ledningsplatser, system för elektronisk krigföring/underrättelseinhämtning osv.) En viktig fördel med hög precision är möjligheten att använda en sådan projektil i närheten av det egna infanteriet utan att riskera att orsaka skada genom "friendly fire". Med andra ord kan Excalibur skjuta på positioner inom 50 meter från sina soldater, vilket helt enkelt är okänt enligt artilleristernas standarder.
Officiell Raytheon-video som visar ett fälttest av projektilen:
Utvecklingen av Excalibur började redan 1992, den första tekniska specifikationen från US Army (kraftigt reviderad över tid) dök inte upp förrän 1997. Efter mycket frustration och ansträngningar (som började som gemensam utveckling för både projektiler och bomber, för att senare delas upp) fick Raytheon sin första order 2005 på 22 miljoner dollar för 165 skott. Testerna slutfördes 2007 och samma år användes Excalibur för första gången i kriget i Irak. År 2008 användes den redan i Afghanistan (vid den tiden var priset för en projektil cirka 80 000 dollar).
En av nackdelarna med Excalibur är att den skjuter på stationära mål (GPS-koordinater registreras innan skottet avfyras och kräver specialutrustning; till exempel uppmärksammas ofta det faktum att amerikanska M777 haubitsar som levererats till Ukraina inte har det, och endast A2-versioner av denna haubits stöder sådan skjutning). Mellan oss betyder allt detta inte att de ukrainska väpnade styrkorna inte så småningom kommer att få denna utrustning (liksom Excalibur-skal själva), men nu pratar vi inte om det, utan om det faktum att den nya versionen av projektilen, kallad Excalibur S, kan engagera rörliga mål. I februari 2020 tillkännagav Raytheon ett framgångsrikt test av Excalibur S mot ett rörligt mål med hjälp av ett laserrikthuvud. Den har varit under utveckling sedan juni 2013.
För den som vill veta mer
- Den första versionen av Excalibur, index XM982, togs i bruk av den amerikanska armén 2007, den togs i bruk i all hast, så man valde medvetet en reducerad räckvidd
- Tillverkningen av den första versionen av M982 slutfördes 2014, med cirka 6 500 tillverkade patroner
- Sedan 2014 tillverkas en version av Excalibur M982A1-projektilen med ett CEP på mindre än 2 (!) meter.
- Excalibur-ammunition används av arméerna i USA, Kanada, Indien, Australien, Jordanien och Sverige
- I februari 2012 avfyrade en M777-haubits från US Marine Corps i Afghanistan, Helmand-provinsen, en enda Excalibur-ammunition och förstörde ett talibanband på ett rekordavstånd på 36 kilometer för marinkåren
- Den 23 april 2022 meddelade CBC Television Canada att Kanada, tillsammans med fyra relativt nya M777 haubitsar, även hade överlämnat flera M982 Excalibur-granater till Ukraina som man hade kvar från kriget i Afghanistan.
M1156 PGK (Precision Guidance Kit): en säkring som förvandlar en 155 mm granat till ett precisionsstyrt vapen
Allt är bra med Excalibur, som löser artilleriprojektilens precisionsproblem, om det inte vore för dess kosmiska prislapp. Även om den redan har halverats jämfört med de första versionerna av denna högprecisionsprojektil, är kostnaden för hög. Tänk om man kunde utveckla någon form av kit för att förvandla vilken projektil som helst till en högprecisionsprojektil? Det var den fråga som den amerikanska militären ställde sig och organiserade och finansierade programmen CCF (Course Correcting Fuze) och GIF (Guidance Integrated Fuze). Båda kulminerade i skapandet av PGK-projektet (Precision Guidance Kit). I teorin ska det se ut som i videon nedan, med samma fördelar (bortsett från den uppenbara precisionen): 3-4 gånger lägre produktions- och logistikkostnader för ammunitionen:
Den första prototypen av PGK, indexerad XM1156, byggdes av samma Raytheon som tillverkade Excalibur, men i slutändan vann BAE Systems leveranskontraktet. Utvecklingen slutfördes dock av ett helt tredje företag, Alliant Techsystems Inc (ATK). Det är nu nedlagt efter att ha tagits över av Northrop Grumman Corporation 2018. Armén fick en säkring som var kompatibel med alla 155 mm-projektiler, vars CEV (som Excalibur) inte ändrades beroende på skottets räckvidd. Den första versionen av PGK hade en sannolik cirkulär avvikelse på 50 meter, men efter några iterationer av utvecklingen minskades den till 10 meter. Efter 5 sekunder beräknade elektroniken den möjliga ankomstpunkten efter avfyring, och om den översteg 150 meter skulle stubinen blockeras och projektilen inte avfyras. Detta gjorde användningen av PGK-projektiler säker för deras eget infanteri. I nyare versioner av PGK-programvaran är det möjligt att inaktivera denna blockering, men i detta fall bryts projektilen ändå (trots allt sker skjutning inte alltid i närheten av egna infanteriställningar).
Illustration: Jämförelse av EHE vid avfyrning av standard 155mm projektil (med väderdata inte senare än 30 minuter), PGK projektil och Excalibur projektil (globalsecurity.org)
XM1156 är alltså ett betydligt billigare alternativ till Excalibur (kostnaden för byggsatsen är ca 10 000 USD, vilket är ca 10 gånger billigare än högprecisionsprojektilen). Den är också kompatibel med de miljontals 155 mm granater som redan finns i produktion. Inuti PGK finns en GPS-mottagare och en generator (systemet behöver ingen ström, det genererar ström under flygningen). Den väger 1,4 kg, vilket är 0,45 kg mer än en standardtändare (främst på grund av tillägget av stabilisatorfenor och växelströmsgenerator). Själva tändhattarna är av två typer: kontakttändhattar och fjärrdetonationständhattar för att förstärka fiendens träff från en luftburen detonation. Under flygningen korrigerar ammunitionen sin riktning genom att rotera stabilisatorbladen runt sin axel och skjuta mot de GPS-koordinater som registrerades före avfyrningen.
I slutändan var PGK:s mål att förvandla standardprojektiler till högprecisionsammunition och modernisera de miljontals ammunitionstyper som redan finns i lager. Och alla nya smarta projektiler som Excalibur ska endast användas för lagerhållning.
Så här ser M1156 PGK ut när den används skarpt under en övning. Före avfyrning tar skyttarna bort skyddshatten genom att förprogrammera målkoordinaterna. De kontrollerar också om stabilisatorerna fungerar (roterar lätt).
I juli 2020 tilldelades BAE Systems ett kontrakt på 33 miljoner USD för att utveckla en uppgraderad version av LR-PGK (Long Range Precision Guidance Kit) för 155 mm-projektiler med en utökad räckvidd på upp till 70 km fram till 2023. Förutom räckvidden lovar man att förbättra immuniteten mot störning av GPS-mottagare (tydligen för att klara av fientliga REB-system) och ytterligare minska CEP (i huvudsak förbättra noggrannheten).
För den som vill veta mer
- Soldater vid Fort Bliss-basen använde den tidiga XM1156 PGK-prototypen för första gången i oktober 2012 och avfyrade 24 skott.
- I september 2014 testades PGK med tyska DM111-ammunition som avfyrades från en PzH2000 självgående haubits på ett avstånd av 27 km. 90% av PGK-utrustade granater träffar mål inom 5 meter
- PGK levererades till de väpnade styrkorna i Australien och Kanada från 2015, och till Nederländerna från 2018
- År 2017 översteg antalet tillverkade PGK 10 000
- En särskild enhet - EPIAFS (Enhanced Portable Inductive Artillery Fuze Setter) M1155 - används för programmering av GPS-koordinater.
- En "rysk version" av PGK med GLONASS navigeringsmodul för 152 mm granater utvecklades av den Moskvabaserade designbyrån Kompas redan 2011. Lyckligtvis upplöstes denna designbyrå praktiskt taget för cirka 5 år sedan.
I ett nötskal
Trots att högprecisionsartilleripjäser är många, många år gamla och redan används i både Ukraina och Ryssland (om än i små kvantiteter, och det talas inte alls om serieproduktion av "Kvitnik"), diskuteras i informationsutrymmet bara M982 Excalibur och utsikterna för leverans av den till Ukraina. Beroende på den binära synvinkeln ("zrada" eller "peremoga") främjas idén om huruvida de kommer att levereras eller inte. Livet visar sig som alltid vara mycket mer komplext, mångskiftande och förvirrande. Och det ger inte enkla svar på komplexa, komplexa frågor. Vad är värt att veta om allt detta? För det första förbättras alla typer av högprecisionsammunition kontinuerligt - processen pågår kontinuerligt och just nu. För det andra förbättras både Excalibur själv och dess mer mainstream-alternativ i form av PGK ständigt. För det tredje utgör detta krig ett unikt tillfälle för alla vapenutvecklare att testa dem under verkliga stridsförhållanden. Så huruvida högprecisionsprojektiler kommer att levereras till Ukraina eller inte är i princip inte en fråga. Det är bara en tidsfråga, vars rapport redan har börjat, med de första leveranserna av 155 mm artilleri av alla typer, vilket inleder processen med att återupprusta AFU till de allmänt accepterade NATO-standarderna. Och nu är den första prioriteringen inte leverans av högprecisionsammunition, utan mättnad av AFU med fatartilleri (låt oss inte glömma moderna MLRS från Natoländer), vars behov redan är i hundratals bitar. Och den största begränsningen idag är inte bristen på politisk vilja för att leverera dem, utan kapaciteten hos utbildningscentra (ju mer sofistikerad modern utrustning, desto längre utbildning - till exempel för F16, i motsats till haubitser M777, för att bemästra det krävs inte dagar, utan månader, plus byggandet av infrastruktur, vilket tar år). Så, sluta panik och, i särskilt allvarliga fall, skicka alarmisterna en länk till denna text. Allt kommer att bli Ukraina.
För den som vill veta mer
- Varför MLRS M270 och M142 HIMARS är så viktiga, vilka missiler som används och hur de kan förändra krigsförloppet
- Oöverträffade vapen: Ukrainska drönare-kamikaze (ammunition med spärrverkan) ST-35 Thunder och RAM
- Luftvärnssystem ️NASAMS och kryssningsrobot Harpoon: vad Zelensky bad det norska parlamentet om
- Switchblade kamikaze drönare: vilken typ av vapen de är och vad de kan göra (video)
- Varför AFU söker efter det ryska kommunikationskomplexet Redut-2US och ber om hjälp med att hitta det
