Не лише Excalibur: історія високоточних боєприпасів для 155 мм гармат від M712 Copperhead до M1156 PGK і що вони зможуть дати ЗСУ

Останім часом (ще до широких обговорень РСЗВ MLRS M270 та M142 HIMARS ) у розмовах про військову допомогу фігурувала зброя, самохідні установки та гаубиці калібру 155 мм. Україна вже використовує гаубиці М777 «три сокири» та САУ — норвезькі M109A3, американські M109 і французькі Caesar. На підході польські AHS Krab і Dana з Zuzana 2 зі Словаччини. Все це підвищить вогневу міць ЗСУ не лише за рахунок 155-мм боєприпасів НАТО, які поставлятимуться безперебійно та в необхідних кількостях, завдяки відкриттю супермаркета «Рамштайн»  для України. Але і за рахунок високоточних боєприпасів із GPS-наведенням, які мають ще один важливий у війні параметр — значно менші витрати. Що дає перевагу в логістиці — їх потрібно менше і доставити потрібну кількість можна швидше (і, зрештою, дешевше). Всі чули про високоточний (і не дешевий) снаряд M982 Excalibur, але вже зараз існують анітрохи не менш цікаві боєприпаси, здатні посилити вогневу міць Збройних сил України.

Поява артилерійських керованих снарядів (CLGP)

Все почалося в США в 70-і роки минулого століття, коли розвиток артилерії практично уперся в стелю. Після створення ядерної артилерії (було й таке в історії озброєнь, але офіційно від нього відмовилися наприкінці ХХ століття) потрібно було кудись рухатися далі. І природним розвитком стала спроба створити керовані високоточні снаряди. Є теорія, що причиною їх створення стала поява у Східній Європі (мова, нагадаю, про часи Холодної Війни) величезної кількості танків СРСР, які своїм існуванням створювали неабияку загрозу. Тому була потрібна точна зброя, здатна вразити танк на значній відстані, умовно кажучи, з одного пострілу. Вся справа в тому, що в щільно заселеній Європі стріляти гаубицями по площах (щоб накрити танкову армаду) було, м'яко кажучи, негуманно і загрожувало великими жертвами серед цивільного населення. 

Окрім танків та іншої броньованої техніки, цілями таких високоточних боєприпасів могли бути стаціонарні фортифікаційні споруди. Після попереднього огляду проєктів, у якому взяли участь ледь не всі виробники зброї у США, у роботу був прийнятий проєкт під назвою CLGP (Cannon-Launched Guided Projectile - буквально "артилерійський керований снаряд"). В його основі було використання плануючого снаряда з оперенням (від варіанту з реактивним твердопаливним двигуном відмовилися на користь дешевизни виробництва) з такою ж простою і захищеною від перешкод системою наведення за лазерним цілевказівником (ця технологія була на той момент новою і перспективною), її розробила компанія Texas Instru у фінальній стадії польоту снаряда. Для лазерного підсвічування цілі можна було використовувати наземного оператора (установка GLLD виробництва Hughes Aircraft на фото нижче) або літак або БПЛА - вони тоді вже були. Оборотною стороною здешевлення проєкта стало зниження дальності польоту снаряда.

Фото: Наземна станція лазерного підсвічування цілей GLLD (Ground Laser Locator Designator) під час випробувань, 1974 р. Вікіпедія)

Після пострілу такого керованого снаряда розкриваються стабілізатори хвостового оперення, і він продовжує політ, приймаючи на підльоті до цілі відбитий лазерний сигнал цілевказівки. Цей сигнал приймає напівактивна головка самонаведення, і електроніка віддає вказівки для підрулювання хвостового оперення в останні секунди польоту. Теоретично все це сьогодні виглядає може й не дуже переконливо, але, за підсумками порівняльних випробувань конкуруючих зразків, проведених у 1975 році, найкращий з них продемонстрував сім прямих попадань на одинадцять пострілів за цілями (як стоять або рухаються), що знаходилися на відстані від 4 до 7 км. 

Фото: прототип 155-мм снаряда проєкту GLLD поряд з гаубицею M109A1 на військовій базі Форт Сілл (Вікіпедія) 

M712 Copperhead: перший високоточний снаряд

В результаті проєкту CLGP народився перший керований артилерійський снаряд калібру 155 мм. Він отримав назву M712 Copperhead (дослівно — мідна голова, також в англійській мові так називають мідноголову мокасинову змію). Робота над CLGP показала, що хвостового оперення недостатньо для стрільби з необхідною точністю. Тому до нього додали ще крила, що надали снаряду схожість із крилатою ракетою. Серійне виробництво M712 Copperhead почалося у 1978 році - Пентагон закупив 3 000 цих снарядів за 56 мільйонів доларів. Ще 27 мільйонів було витрачено на 130 станцій лазерного підсвічування цілей GLLD. У різний час вартість одного M712 Copperhead коливалася від 22 до 24 тисяч доларів за штуку (у цю суму не входила бойова частина і контейнери для перевезення, вони закуповувалися окремо). Загалом з 1981 по 1985 рік було вироблено 15745 снарядів, що становило 35% від бюджету Пентагону на закупівлі артилерійських снарядів. Завод компанії Martin Orlando, при роботі в режимі мирного часу (тобто в 1 робочу зміну) випускав до 700 снарядів на місяць. Усього до 1989 року, коли випуск M712 Copperhead було припинено, їх виробили близько 25 000 штук.

Фото: снаряд M712 Copperhead у музеї ракетного полігону Уайт Сендс  (Знімок Kelly Michals)

На схемі нижче можна побачити пристрій M712 Copperhead у поздовжньому розрізі. Зліва-направо: піддон, хвостові стабілізатори, рульовий відсік (тяги та сервоприводи рульових поверхонь), оперення (крила), бойовий відсік з бойовою частиною вагою 6.7 кг, відсік управління, напівактивна головка самонаведення. Довжина снаряда становить 140 см за загальною масою 62.4 кг. Заявлена ​​дальність стрільби цим боєприпасом становить від 3 до 16 км. 

Ілюстрація: Пристрій снаряда M712 Copperhead у поздовжньому розрізі (Вікіпедія)

Боєприпас має два варіанти роботи: балістичний і режим планування. Балістичний режим використовується при високій хмарності та хорошій видимості. У цьому випадку снаряд висуває крила і стабілізатори на відстані 3000 метрів від цілі. Режим планування використовується в умовах поганої видимості (хмарність, туман або опади), що не дозволяє використовувати балістичний режим. У заданій точці траєкторії боєприпас висуває оперення і переходить від балістичної фази до фази планування. Ціль фіксується, коли снаряд знаходиться досить близько, щоб виявити лазерне випромінювання, або коли снаряд виходить з хмарного покриву, залежно від того, яка подія станеться раніше.

Вперше M712 Copperhead був використаний в бойових умовах під час операції «Буря в пустелі» в 1991 році, в Іраку. Тоді було випущено 90 снарядів по станціях радіолокації та укріпленням іракських військ. З них лише 4 боєприпаси не потрапили у нерухому мету, підсвічену лазерним променем. 

Підліт снаряда до танка-мішені M47 з подальшою детонацією при попаданні в ціль (анімація на основі фото з Вікіпедії)

Для точного влучання головки самонаведення необхідно, щоб ціль була підсвічена щонайменше 13 секунд. Перед пуском артилерійський розрахунок мусив запрограмувати снаряд на отримання відповідного коду лазерного променя (зверніть увагу на перші секунди відео нижче — артилерист викруткою провертає спеціальні гвинти із закодованою розміткою), що створювало додаткову перешкодостійкість. 

У 1988 році був прийнятий на озброєння варіант М712 «Copperhead-2» з комбінованою (інфрачервона та лазерна) головкою самонаведення, що відображало появу в ті роки принципу «вистрілив і забув» у нових видів озброєння. 

Для тих, хто хоче знати більше

• У Радянському Союзі було розроблено свій керований снаряд - Краснопіль. Він розроблявся з кінця 70-х років минулого століття, використовував напівактивну лазерну систему самонаведення, мав бойову частину масою 6.4 кг (у нових версіях до 9 кг, дальність від 3 до 20 км (у нових до 25 км). 
• Сучасна версія цього боєприпасу називається Краснопіль-Д, використовує супутникову навігацію та застосовується у поточній війні з Україною.
• Експортна версія «Краснопіль» оцінюється в 35 000 доларів
• Менш відомі версії керованих снарядів, що розробляються в Росії - Сантиметр та Китолов
• Україна розробила свій аналог керованого снаряда на основі радянського Краснополя під назвою Квітник (9 кг бойова частина, дальність стрільби до 20 км, калібр 152/155 мм). Він був прийнятий на озброєння у 2012 році, а у 2017 році було створено його версію без російських комплектуючих. У цінах 2009 року один такий снаряд оцінювався у 200 000 гривень.
• ADC (Artillerie Dirigee Charge) - високоточний снаряд, розроблений у Франції, з дальністю стрільби до 25 км.
• BOSS (Bofors Optimized Smart Shell), розробка Швеції - високоточний фугасний снаряд з бронепробивністю 600 мм і радіолокаційною системою наведення, що стріляє на 24 км.

Окрім самонаведених (коригованих) снарядів-моноблоків існує ще й цілий клас касетних снарядів з самонавідними бойовими елементами, які вкладаються в корпуси артилерійських снарядів. Зазвичай такі боєприпаси є простішими у виготовленні (їм не потрібна система керування) та дешевшими у порівнянні з самонавідними приблизно у 3-5 разів. І використовуються для ураження броньованих цілей. Оскільки всі вони падають на ціль майже вертикально, то здатності пробиття броні в 100-120 мм їм цілком вистачає для поразки. В основі їх конструкції лише два функціональні блоки: датчик цілі та бойова частина. Самонавідні бойові елементи демонструють кращу ефективність при ураженні групової цілі, що рухається. Вони здатні самостійно знаходити цілі на істотно більшій площі. Щоб зрозуміти як це працює, в принципі достатньо переглянути відео з демонстрацією боєприпасу BONUS з двома вражаючими елементами (спільна технологія Швеції та Франції).

На початковій ділянці польоту снаряд рухається балістичною траєкторією. Потім вистрілює дві бойові частини, кожна з яких спочатку стабілізується у польоті за допомогою двох вигнутих оперень, а потім індивідуально наводиться на ціль. До цього класу снарядів калібру 155 мм також належать боєприпаси XM-898 (SADARM, Skeet) виробництва США, ACED (Франція), Clasp (Ізраїль) та SMArt (Німеччина).

M982 Excalibur: снаряд за ціною ракети

Вершиною розвитку артилерійських снарядів (і святим граалем у класі «вистрілив і забув») є коректований боєприпас M982 Excalibur, розроблений Raytheon Missile Systems і BAE Systems Bofors. Спочатку у нього була комбінована система наведення (інерційна + GPS, у сучасних версіях з'явилася лазерна головка самонаведення), що забезпечує йому видатну точність з круговим імовірним відхиленням (КІВ) у 4 метри на відстані до 40 км (у деяких, пізніших, модифікаціях до 57 км). Для порівняння, стандартні американські 155 мм снаряди мають КІВ близько 200-300 метрів під час стрільби на середній дальності. За маси 48 кг він має 22-кілограмову бойову частину і коштує близько 112 000 доларів за штуку, що робить Excalibur, м'яко кажучи, дорогим задоволенням, призначеним для поразки обраних цілей (командні пункти, системи радіоелектронної боротьби/розвідки тощо). Важливою перевагою високої точності є можливість використання такого снаряда у безпосередній близькості від власної піхоти без ризику завдати їй шкоди «дружнім вогнем». Тобто за допомогою Excalibur можна стріляти по позиціях, що знаходяться на відстані 50 метрів від своїх солдатів, що за мірками артилеристів просто нечувано. 

Ілюстрація: asc.army.mil

Офіційне відео Raytheon з демонстрацією польових випробувань снаряда:

Розробка Excalibur почалася ще у 1992 році, перше технічне завдання з боку армії США (сильно переглянуте згодом) з'явилося лише 1997 року. Після довгих поневірянь (спочатку розробка була спільною і для снаряда, і для керованої авіабомби, потім їх розділили), у 2005 році Raytheon отримала перше замовлення на суму 22 мільйони доларів на дослідну партію снарядів зі 165 штук. Випробування було завершено у 2007 році, і в тому ж році Excalibur був вперше застосований на війні в Іраку. У 2008 році він уже застосовувався в Афганістані (на той момент ціна одного снаряда становила близько 80 000 доларів). 

Одним з недоліків Excalibur вважається стрільба по стаціонарних цілях (GPS-координати записуються перед пострілом, для цього потрібне спеціальне обладнання. Наприклад, часто звертають увагу на те, що американські гаубиці M777, поставлені в Україну, його не мають, і взагалі таку стрільбу підтримують лише версії А2 цієї гаубиці). Між нами кажучи, все це зовсім не означає, що це обладнання (як і самі снаряди Excalibur) не з'являться у ЗСУ згодом, але зараз не про це, а про те, що нова версія снаряда під назвою Excalibur S здатна вражати рухомі цілі. У лютому 2020 року компанія Raytheon оголосила про успішне випробування Excalibur S проти рухомої цілі з використанням лазерної головки самонаведення. Його розробка велася із червня 2013 року.

Для тих, хто хоче знати більше

• Перша версія Excalibur з індексом XM982 з'явилася на озброєнні армії США у 2007 році, її приймали на озброєння поспіхом, тому свідомо пішли на зменшену дальність польоту 
• Виробництво першої версії М982 було завершено ще у 2014 році, встигли виготовити близько 6500 снарядів.
• З 2014 року випускається версія снаряду Excalibur М982А1 з КІВ менше 2(!) метрів. 
• Боєприпаси Excalibur стоять на озброєнні армій США, Канади, Індії, Австралії, Йорданії та Швеції
• У лютому 2012 року гаубиця M777 Корпусу морської піхоти США в Афганістані (провінція Гільменд) випустила єдиний снаряд Excalibur, що знищив групу талібів на рекордній для морської піхоти дальності 36 кілометрів.
• 23 квітня 2022 року канадський телеканал CBC повідомив, що разом із 4 відносно новими гаубицями M777 Канада передала Україні й кілька снарядів M982 Excalibur, що залишилися після війни в Афганістані.

M1156 PGK (Precision Guidance Kit): підривач, що перетворює 155-мм снаряд на високоточний

Фото: USAASC (U.S. Army Acquisition Support Center – Центр підтримки закупівель армії США, 2018 р.)

Усім прекрасний Excalibur, який вирішує проблеми точності артилерійських снарядів, якби не його космічна ціна. І хоча вона вже зменшена вдвічі, порівняно з початковими версіями цього високоточного снаряда, його вартість є надто високою. Що, якщо можна розробити якийсь комплект, що дозволяє перетворити будь-який снаряд на високоточний? Таке питання поставили військові США, організувавши і профінансувавши програми CCF (Course Correcting Fuze - підривач, що коригує курс) та GIF (Guidance Integrated Fuze – підривач з інтегрованим наведенням). Обидві вони завершилися створенням проєкта PGK (Precision Guidance Kit – комплект високоточного наведення). Теоретично його робота мала виглядати як у відео нижче, а переваги (окрім очевидної точності) були такі самі: зниження витрат за виробництво і логістику боєприпасів у 3-4 рази:

Перший прототип PGK з індексом XM1156 створила та ж Raytheon, що випускає Excalibur, але, зрештою, контракт на поставки виграла BAE Systems. Хоча розробка була завершена взагалі третьою компанією Alliant Techsystems Inc. (ATK). Тепер її не існує, після поглинання корпорацією Northrop Grumman у 2018 році. В результаті армія отримала підривач, сумісний із будь-яким 155-мм снарядом, КІВ якого (як і у Excalibur) не змінювалося залежно від дальності пострілу. У першій версії PGK ймовірне кругове відхилення становило 50 метрів, але після декількох ітерацій розробки, було знижено до 10 метрів. При цьому підривач PGK мав цікаву особливість — через 5 секунд після пострілу електроніка розраховувала, наскільки точка прильоту відрізняється від заданих перед пострілом GPS-координат, і якщо вона перевищувала 150 метрів, то підривач блокувався, а снаряд не розривався. Це робило використання снарядів із PGK безпечним для власної піхоти. Хоча в нових версіях ПЗ для PGK з'явилася опція, що дозволяє відключити це блокування - у цьому випадку снаряд у будь-якому разі розривався (зрештою, стрільба не завжди ведеться в безпосередній близькості від позицій своєї піхоти).

Ілюстрація: Порівняння КІВ при стрільбі стандартним 155-мм снарядом (з метеорологічними даними не пізніше 30 хвилин), снарядом з PGK та снарядом Excalibur (globalsecurity.org)

Отже, XM1156 є значно здешевленою альтернативою Excalibur (вартість комплекту близько 10 000 доларів, що приблизно в 10 разів дешевше за високоточний снаряд). Та ще сумісна з мільйонами вже випущених 155 мм снарядів. Усередині PGK знаходиться GPS-приймач і генератор змінного струму (системі не потрібне живлення, енергія виробляється в польоті). Він важить 1.4 кг, що на 0.45 кг більше за стандартний підривач (в основному через додавання ребер стабілізаторів та генератора змінного струму). Самі підривачи двох типів: контактні та з дистанційним підривом для підвищення поразки супротивника від вибуху в повітрі. У процесі польоту боєприпас коригує свій напрямок обертанням лопатей стабілізаторів навколо своєї осі, підрулюючи до записаних перед пострілом GPS-координатів.

Зрештою метою створення PGK було перетворити стандартні снаряди на високоточні снаряди і модернізувати мільйони вже наявних на складах снарядів. А все нові інтелектуальні снаряди на зразок Excalibur мають використовуватися лише для створення запасів. 

Фото: Alliant Techsystems, 2014 р.

Ось так виглядає використання M1156 PGK наживо на навчаннях. Перед пострілом артилеристи знімають захисний ковпачок, попередньо програмуючи координати цілі. І перевіряють працездатність стабілізаторів (чи легко обертаються).

У липні 2020 року BAE Systems отримала 33-мільйонний контракт на розробку до 2023 року модернізованої версії LR-PGK  (Long Range Precision Guidance Kit) для 155 мм снарядів зі збільшеною до 70 км дальністю дії. Окрім дальності польоту, обіцяють поліпшити перешкодостійкість GPS-приймача (мабуть, для умов роботи систем РЕБ супротивника) і ще більше зменшити КІВ (по суті — підвищити точність).

Для тих, хто хоче знати більше

• У жовтні 2012 року солдати бази Форт Блісс вперше використали ранній прототип XM1156 PGK на навчаннях, зробивши 24 постріли
• У вересні 2014 року PGK був протестований з німецькими снарядами DM111, випущеними з самохідної гаубиці PzH2000 з відстані 27 км. 90% снарядів, оснащених PGK, вразили цілі в межах 5 метрів
• З 2015 року PGK були поставлені для збройних сил Австралії та Канади, а з 2018 — Нідерландів
• До 2017 року кількість випущених PGK перевищили 10 000 штук
• Для програмування GPS-координат використовується спеціальний пристрій - EPIAFS (Enhanced Portable Inductive Artillery Fuze Setter - удосконалений портативний індукційний програматор підривача) M1155
• Свій, "російський варіант" PGK з модулем ГЛОНАСС-навігації для 152-мм снарядів розроблявся Московським конструкторським бюро «Компас» ще 2011 року. На щастя, це КБ вже років 5, як фактично, розформовано.

У сухому залишку

Попри те, що високоточним артилерійським снарядам вже багато років, вони вже є на озброєнні як України, так і Росії (нехай і в невеликих кількостях, а про серійне виробництво «Квітника» взагалі не йдеться), в інформаційному просторі обговорюється тільки M982 Excalibur та перспективи його постачання для України. Залежно від бінарної точки зору («зрада» або «перемога») просувається думка про те, чи будуть вони поставлятися. Життя, як і завжди, виявляється набагато складнішим, різноманітнішим і заплутанішим. І не дає найпростіших відповідей на складні, комплексні питання. Що варто знати про все це? По-перше, всі види високоточних боєприпасів постійно продовжують удосконалюватися - процес відбувається безперервно і зараз. По-друге, і сам Excalibur постійно покращується, і його більш масова альтернатива у вигляді PGK. По-третє, ця війна є унікальною нагодою для всіх розробників зброї провести їх випробування в реальних бойових умовах. Тому питання, чи поставлятимуться високоточні снаряди в Україну, чи ні, не стоїть в принципі. Це лише питання часу, відлік якого вже розпочався, з першими поставками артилерії 155-мм калібру всіх видів, запустивши процес переозброєння ЗСУ на загальноприйняті стандарти НАТО. І зараз на першому місці за пріоритетами стоять аж ніяк не постачання високоточних боєприпасів, а насичення ЗСУ ствольною артилерією (про сучасні РСЗО країн НАТО також не забуваємо), потреби якої вже зараз обчислюються у сотнях штук. І головним стримуючим фактором сьогодні є не відсутність політичної волі для їх поставок, а пропускна спроможність центрів підготовки кадрів (чим складніша сучасна техніка, тим довше навчатися — для F16, наприклад, на відміну від гаубиць M777, на освоєння вже потрібні не дні, а місяці, плюс побудова інфраструктури, на яку потрібні роки). Тому, припиняємо паніку і, особливо тяжких випадках, відправляємо панікерам посилання на цей текст. Все буде Україна.

Для тих, хто хоче знати більше

• Чому так важливі РСЗВ MLRS M270 і M142 HIMARS, які ракети використовують і як можуть змінити хід війни
• Неперевершена зброя: українські дрони-камікадзе (баражуючі боєприпаси) ST-35 Грім та RAM
• Зенітний комплекс ️NASAMS та крилата ракета Harpoon: що Зеленський попросив у парламенту Норвегії
• Дрони-камікадзе Switchblade: що це за зброя і на що здатна (відео)
• Чому ЗСУ розшукують російський комплекс зв'язку Редут-2УС та просять допомоги у його пошуках