20-мм зенитный артиллерийский комплекс Phalanx
| Зенитное орудие Тип |
ВМС США  Страна производства |
| General Dynamics Разработчик |
| 1969-1973 г. Разработано |
| с 1978 г. Годы производства |
| Состояло на вооружении | ВМС США а также более 15 стран мира |
| Годы эксплуатации | с 1980 г. |
| 20х102 мм. Калибр |
| 1875 мм. Длина орудия |
| 76 калибров Длина ствола |
| от внешнего привода Принцип заряжания |
| 4500 выстр./мин. Скорострельность |
| ОФЗ, З-Т, БПС-Т Типы снарядов |
| 0,102 кг. Масса снаряда |
| 1030 - 1100 м/с Начальная скорость снаряда |
Содержание
Предыстория разработки
Долгое время, в роли основных средств противовоздушной обороны ПВО на кораблях применялись зенитные артиллерийские установки. С ростом скорости и использования реактивной тяги в авиации, использование артиллерийских систем становилось мало эффективным. В дальнейшем приоритет в средствах ПВО был отдан зенитно-ракетным комплексам (ЗРК).
С развитием скорострельной артиллерии, радиолокационной аппаратуры и аппаратуры корректирования стрельбы, а также для борьбы с околозвуковыми противокорабельными ракетами (ПКР), применение в средствах ПВО артустановок стало актуальным.
Как показал опыт ведения боевых действий, а также исследования, с целью срыва атаки ПКР, летящей на небольшой высоте, необходимо подорвать ее боевую часть на дальности не менее чем 1000 м от корабля, что не даст возможности ракете достичь цели, при выводе из строя системы управления, двигательной установки и т. д.
Артустановка малого калибра по сравнению с установками большого и среднего калибров имеют более высокую точность стрельбы, значительную скорострельность, большие скорости горизонтального и вертикального наведения, меньшее время реакции. Они обеспечивают максимальное число попаданий снарядов в низколетящую ПКР для ее надежного уничтожения, а также пологую траекторию полета снарядов и высокую начальную их скорость.
Помимо этого, артустановки могут иметь боекомплект выстрелов, позволяющий отражать большое количество атакующих воздушных целей. Как указывалось выше, для уничтожения ПКР необходимо обеспечить прямое попадание снарядов в ее боевую часть, которая размещается, как правило, в защищенном отсеке за головкой самонаведения. Это обстоятельство потребовало создания бронебойных подкалиберных боеприпасов с большой кинетической энергией.
Производство и испытания
Зенитный артиллерийский комплекс Mark 15 Phalanx разрабатывался для борьбы кораблей с низколетящих целями (самолеты, ракеты). Однако она имеет ограниченное применение и не полностью удовлетворяет потребности в борьбе с надводными целями, поскольку имеет недостаточную огневую мощь.
Первый прототип системы был представлен ВМС США для испытаний на USS King в 1973 году. В ходе испытаний было установлено, что система нуждалась в доработке с целью повышения производительности и надежности. После модернизации и доработки зенитно-артиллерийский комплекс Mark 15 Phalanx в 1977 году на борту USS Bigelow успешно прошел испытания боевых характеристик и надежности.
В 1978 году был принят на вооружение. В этом же году был получен заказ на производство 23 комплексов для ВМС США, а также и 14 комплексов для других стран. Первым кораблем, на котором был установлен комплекс Mark 15 Phalanx CIWS[2] стал USS America в 1980 году.
Описания и характеристики орудия
На ЗАК[3] Mark 15 Phalanx было впервые реализовано автоматическое наведение артустановки с «замкнутой петлей регулирования» , при котором вероятность попадания снарядов в цель большая, чем при наведении «с разомкнутой петлей регулирования».
Сущность нового способа наведения заключается в том, что комплекс во время стрельбы одновременно определяет местонахождение цели и снарядов на траектории их полета по отношению к цели. Если направление на цель и траектория полета снарядов не совпадают, то система автоматически корректирует вырабатываемые данные стрельбы с тем, чтобы направить снаряды точно в цель.
В комплексах «с разомкнутой петлей регулирования», широко используемых в ВМС разных стран, приборы управления стрельбой непрерывно определяют параметры движения цели. На их основе вырабатываются исходные данные для стрельбы, которые не корректируются. Вероятность поражения цели в этом случае зависит от точности работы системы управления огнем и учета всех исходных поправок стрельбы.
Зенитно-артиллерийский комплекс Mark 15 Phalanx разработанный американской фирмой «General Dynamics», является всепогодной автоматической системой оружия, обеспечивающей автономный поиск и обнаружение целей в назначенном секторе стрельбы, оценку степени их угрозы, выбор наиболее опасной цели, захват, сопровождение и определение параметров ее движения, открытие огня, автоматическую корректировку стрельбы в замкнутом контуре, прекращение огня и захват новой цели. Комплекс состоит из двух функциональных подсистем, имеющих модульную конструкцию (артустановка и радиолокационная подсистема управления огнем).
Пять модулей (пушка М61А1 с магазином, поворотный станок с механизмами наведения и основанием, барбет, антенны РЛС[4] с сервоприводами под радиопрозрачным колпаком и стойка с ячейками компьютеризированной систему управления огнем.
Все это смонтировано в одном компактном блоке высотой 4,7 м, занимающем на корабельной палубе площадь 5,5м2. В состав комплекса входит также подсистема дистанционного управления с пультом и устройствами индикации, установленными на посту оператора ЗАК.
Орудийная установка
Пушка М61А1
В конце Второй мировой войны США начали исследования в области создания более эффективного пушечного вооружения для реактивных истребителей. Из-за возросших скоростей полёта требовались более скорострельные пушки. ВВС США требовались более эффективные пушки, фирма General Electric Armament Division начала разработку многоствольной пушки по старой схеме Гатлинга[5]. Оригинальная пушка Гатлинга не получила распространения из-за большой потребляемой мощности привода вращения блока стволов, однако реактивные истребители конца 1940-х годов располагали мощными электрическими и гидравлическими системами, что позволяло применить на них многоствольные пушки. По сравнению с револьверными, многоствольные пушки имеют меньшую скорострельность в расчёте на один ствол, но большую для всей пушечной установки.
Первый прототип пушечной установки, T-171, был создан фирмой General Electric в 1949 году.
В 1956-м году на вооружение ВВС США была принята авиационная пушка M61 Vulcan под 20 мм патрон 20×102 мм с электрокапсюльным воспламенением[6]. M61 — шестиствольная пушка с гидравлическим приводом, имеющая два режима огня: 4000 и 6000 выстр/мин. При испытаниях был выявлен ряд затруднений и отказов, связанных с 20-мм пушечной установкой Т171 Vulcan. Пушка М61А1 стала позднее стандартным вооружением американских истребителей.
Пушка М61А1 Вулкан имела простую конструкцию, питающий и стреляющий механизм приводился в действие от внешнего привода мощностью 26 кВт, а по другим сведениям 14,7 кВт.
Боеприпасы и система подачи боеприпасов
Питание пушки беззвеньевое из цилиндрического магазина емкостью около 1000 патронов. Магазин соединялся с пушкой при помощи одной или двух конвейерных лент, расположенных в эластичных направляющих рукавах. При одной конвейерной ленте стреляные гильзы отражались наружу, однако в тех случаях, когда отражение гильз наружу недопустимо, в установках предусмотрен возвратный конвейер для стреляных гильз. В цилиндрическом магазине патроны расположены между радиальными перегородками. Центральный ротор, выполненный в форме архимедова винта, постепенно перемещает патроны из магазина в конвейер.
Внешний привод подачи патронов выполнен в виде вала, соединенного с гидроприводом пушки. Тип подачи двухконвейерный: стреляные гильзы возвращаются в магазин. Общая длина направляющих рукавов 4,6м. Для модернизированного варианта пушки М61А1 была разработана беззвеньевая система подачи патронов.
Стрельба из пушки М61А1 ведется стандартными патронами 20x102, теми же, что и у пушки М39. Патроны снаряжены бронебойно-зажигательными, подкалиберными и осколочно-зажигательными снарядами. С начала 90-х годов большинство снарядов снабжается пластмассовыми ведущими поясками. Начальная скорость калиберного снаряда 1030 м/с, подкалиберного 1100 м/с. Подкалиберный снаряд со стальным сердечником на дистанции 800м по нормали пробивает 16-мм броню.
Для поражения ПКР в качестве боеприпаса используется подкалиберный снаряд Мк149 с алюминиевым отделяющимся поддоном, нейлоновым ведущим пояском и бронебойным сердечником диаметром около 12 мм из обедненного урана. Носовая оконечность сердечника закрыта заостренным баллистическим наконечником из термопластика, что сводит к минимуму потери кинетической энергии за время полета до цели. При стрельбе по другим целям применяются стандартные боеприпасы с осколочно-фугасным снарядом.
Радиолокационная аппаратура
Импульсно-доплеровская РЛС работает в 2-см диапазоне радиоволн. Ее приемопередатчик сопряжен с двумя смонтированными одна над другой антеннами. Верхняя из них используется при работе РЛС в режиме обнаружения целей в заданном секторе, а нижняя - в режиме сопровождения и корректирования стрельбы. После того, как компьютер идентифицирует наиболее опасную цель, она захватывается из канала обнаружения и передается на антенну канала сопровождения, который позволяет уточнить ее угловые координаты и скорость движения. На основании этих данных компьютерная система наведения, подсистемы управления огнем рассчитывает точку прицеливания и выдает команды на приводы наведения пушки. С подходом цели к установленному рубежу зоны поражения автоматически открывается огонь.
При автоматическом режиме боевой работы, который является основным, оператор осуществляет только контрольные функции. В случае необходимости он может вводить необходимые данные вручную через клавишную панель управления дистанционного пульта. Открытие и прекращение огня по надводным целям также осуществляется оператором.
Модификации
.jpg)
Первая модификация ЗАК Mark 15 Phalanx: mod.0 поступил на вооружение в 1980 году. Mod.0 имел в своем составе РЛС обнаружения, РЛС сопровождения воздушных целей, пушку M61A1 со скорострельностью 3000 выстрелов в минуту и боекомплект с 1000 выстрелами.
С 1988 по 1992 год было проведено три модернизации комплекса Mark 15 Phalanx: mod.1 Baseline 0, mod.1 Baseline 1, mod.1 Baseline 2.
В mod.1 применена новая антенна РЛС обнаружения с широкой диаграммой направленности в вертикальной плоскости для своевременного обнаружения пикирующих ПКР, улучшена схема селекции целей на фоне отраженных от поверхности моря сигналов и применен новый алгоритм управления скорострельностью в зависимости от типа поражаемой цели. Боекомплект был увеличен на 50%.
mod.1 Baseline 0 включил больший боезапас (1 500 выстрелов), РЛС обнаружения с высокой частотой повторения импульсов, а также усовершенствования в области ремонтопригодности и надежности.
mod.1 Baseline 1 получил пневмопривод пушки вместо гидравлического, что позволило увеличить темп стрельбы до 4500 выстрелов в минуту. Также была повышена чувствительность РЛС.
mod.1 Baseline 2 был модернизирован с целью повышения надежности и получил дульный тормоз для увеличения кучности стрельбы. Свыше 400 ранее выпущенных комплексов (Mark 15 mod.0) модернизировались в мод Mk15 mod.1. Модификация Mark 15 mod.1 началась в 1988.
В 1996 году модификация mod.1А получила новую компьютерную систему управления огнем, улучшенные алгоритмы управления огнем, новый модуль управления оружием и систему самоконтроля. Mod.1А предусматривает интеграцию с системой самообороны корабля. Теперь Mark 15 Phalanx поражал сверхзвуковые маневрирующие ПКР, однако по-прежнему не обеспечивал поражение ПКР со скоростями полета более 2M[7].
Модификация Mark 15 Phalanx mod.1В Phalanx (1999) позволяет уничтожать на предельно малых высотах малоразмерные высокоскоростные маневрирующие воздушные цели, а также вертолеты в режиме висения. Эта модернизация предусматривала установку стабилизированной оптико-электронной системы, включающей тепловизионную станцию переднего обзора (FLIR)[8] и телевизионную камеру, что обеспечило обнаружение целей как в дневное время, так и ночью. Инфракрасный блок формирования изображений улучшил способность системы поражать ПКР, выдавая более точную информацию о траектории ракеты по угловым координатам на компьютер подсистемы управления огнем. В ходе испытаний комплекс поразил низколетящую сверхзвуковую ракету-мишень, летящую со скоростью более 2M (свыше 680 м/с). Также Модификация mod. 1B позволяет оператору визуально идентифицировать цель. ВМС США произвела модернизацию всех своих комплексов в модификацию mod. 1B. Модификация mod. 1B также используются другими флотами, таких как стран как Канада, Португалия, Япония, Египет, Бахрейн, Великобритания и других.
Модификация Block 1С обеспечивает интеграцию с БИУС[9], которая управляет датчиками CIWS, целераспределением и применением оружия.
Последующие модификации
Система Mark 15 Phalanx Mod 31 SeaRAM является дальнейшим развитием семейства Phalanx CIWS. В новой системе шестиствольная автоматическая пушка была заменена на пусковой ракетный блок с 11 управляемыми ракетами с комбинированным ИК/лазерным наведением, а основным каналом управления и прицеливания стал оптико-электронный (ИК-система обнаружения и активная лазерная система прицеливания и целеуказания). Ключевым элементом новой системы является зенитная управляемая ракета RAM[10]. Многие эсминцы типа Arleigh Burke и новейшие десантные корабли типа San Antonio вошли в строй уже без приметных белых колпаков Phalanx.
Комплекс Mark 15 Phalanx осваивает новые сферы своего применения — армия США заказала 43 единицы наземной модификации комплекса для защиты американских баз за рубежом. Mark 15 Phalanx наземного базирования получил обозначение Centurion C-RAM[11] Основное предназначение комплекса – защита территории базы от оперативно-тактических ракет, минометных обстрелов и снарядов крупнокалиберной артиллерии. Скорострельность C-RAM уменьшена до 2000 выстр./мин.
В отличии от морского Mark 15 Phalanx, эта модификация использует осколочно-фугасные снаряды М940 HEIT-SD – это сделано, в первую очередь, для повышения безопасности – в случае промаха. В отличии от морского снаряда с урановым сердечником, наземный снаряд должен в обязательно порядке быть снабжен самоликвидатором. Один комплекс Centurion C-RAM способен прикрыть территорию площадью 1,2 кв. километра. Сообщается, что в Ираке Centurion C-RAM успешно отразили 105 минометных обстрелов американских позиций.
История службы
Mark 15 Phalanx CIWS многократно применялся в настоящем бою для отражения ракетных атак, но не всегда успешно. По случайному стечению обстоятельств, либо цель была вне его зоны действия, либо на линии стрельбы стоял собственный корабль, либо зенитный комплекс был отключен. Дважды это привело к боевым потерям. Израильский корвет Hanit класса Sa'ar V получил незначительные повреждения (попадание китайской ПКР YJ-62 выпущенная боевиками Хезболлы, в вертолетную площадку), погибло 4 моряка. Фрегат ВМС США USS Stark (FFG-31) получил тяжелейшие повреждения, погибло 37 членов экипажа.
Последующие расследования установили, что повреждения были не по вине Mark 15 Phalanx CIWS. На израильском корвете Hanit все средства обнаружения были отключены, а установленный в носовой части Mark 15 Phalanx CIWS не был способен поразить ПКР, атакующую в кормовой полусфере. USS Stark, был атакован с курсовой полусферы, а установленный в кормовой части Mark 15 Phalanx CIWS мог бы поразить ПКР, только повредив надстройку корабля. Позднее выяснилось, что он находился в небоеспособном состоянии.
В истории службы Mark 15 Phalanx было три трагических случая, когда велся огонь на поражение. Первое чрезвычайное происшествие произошло 10 февраля 1983 г. Фрегат ВМС США USS Antrim (FFG-20) вел огонь по учебной беспилотной воздушной цели. Mark 15 Phalanx CIWS сбил беспилотную цель в полумили от корабля. Беспилотник, отскочив от воды, ударил по надстройке фрегата, что привело к возгоранию. Погиб гражданский специалист, находившийся в это время на фрегате.
Следующая история случилась во время войны в Ираке Фрегат USS Jarrett сопровождал линкор USS Missouri (1944). По линкору были выпущены две противокорабельные ракеты HY-2.
Первая ракета была перехвачена британским эсминцем, установленный на борту Фрегата USS Jarrett Mark 15 Phalanx CIWS ведя огонь по второй противокорабельной ракете, попал по USS Missouri (1944), стоящему на линии огня.
Третья история случилась 4 июня 1996 года на совместных учениях с японским флотом. Моряки ВМС США учили своих японских коллег пользоваться Mark 15 Phalanx CIWS. Задача – сбить буксируемый самолетом воздушный конус. Офицер эскадренного миноносца Yugiri японского флота слишком рано дал команду на поражение воздушной цели, в результате чего в качестве приоритетной цели, автоматически был выбран буксирующий мишень палубный штурмовик Grumman A-6 Intruder. После поражения головной цели Mark 15 Phalanx CIWS открыл огонь по конусе-мишени. Именно это обстоятельство дало пилотам шанс катапультироваться. Никто не пострадал.
Американские моряки, за внешнее сходство, Mark 15 Phalanx CIWS прозвали R2D2, по аналогии с героем фантастической саги Звездные войны — молчаливым роботом, внешне похожим на большой колпак.
Ссылки
- https://army-news.ru/2012/10/zenitnyj-artillerijskij-kompleks-falanks/
- https://fas.org/man/dod-101/sys/ship/weaps/mk-15.htm
- https://www.dogswar.ru/artilleriia/zenitnye-kompleksy/1290-zenitnyi-artilleriis.html
- https://www.answers.com/topic/phalanx-ciws
- https://eumenesofcardia.deviantart.com/art/Phalanx-20mm-CIWS-Final-with-Textures-360143408
- https://edtech.mcc.edu/~genglish/comw100/Final%20Project/design.html
- https://www.navweaps.com/index_tech/tech-103.htm
- https://chvvakush.ru/vsig/veroyatnyj-protivnik/sistema-oruzhiya-blizhnego-boya-mk-15-phalanx-ciws
Примечания
- ↑ General Dynamics
- ↑ CIWS - Close-in weapon system. (Зенитно-артиллерийский комплекс)
- ↑ Зенитно-артиллерийский комплекс
- ↑ Радиолокационная станция
- ↑ Оружие с вращающимся блоком стволов
- ↑ Схема воспламенения порохового заряда не механическим ударно-спусковым механизмом, а электрическим, что в данном случае является более надежным и эффективном
- ↑ М(число Маха) - скорость движения летательного аппарата в воздушной среде равной скорости звука в воздухе
- ↑ FLIR - Система ночного видения (тепловизор)
- ↑ Боевая информационно-управляющая система
- ↑ RAM(Rolling Airframe Missile) - Зенитная ракета класса земля-воздух
- ↑ C-RAM (counter-rocket, artillery, mortar) - противоракетная, противоартиллерийская, противоминометная система
Галерея изображений
Сборка Mark 15 Phalanx CIWS. Техник производит операции по установке радара.
Лента с подкалиберными боеприпасами Mk.149
Centurion C-RAM
Mark 15 Phalanx CIWS ведет огонь по воздушной цели
Закладка боеприпасов Phalanx CIWS
Стреляющий Mark 15 Phalanx CIWS
ЗРК SeaRAM
снаряд M61 20x102мм (слева), в сравнении с снарядом 20x110mm
Укладка боеприпасов Mk 149 Mod 4 на борту USS GEORGE WASHINGTON (CVN-73) 2004
Японский эсминец Югири
