Существуют ли крылатые или иные ракеты, которые управляются живым оператором? Если нет, то что мешает оснастить ракету видеокамерой и управлять ею в режиме реального времени, наводить на цель?

Да, некоторые ракеты управляются человеком-оператором в процессе полета. Например, противотанковые ракеты (противотанковые реактивные управляемые снаряды, ПТУРСы), управляемые по тянущимся за ними в полете проводам. Это 1970-1980 годы: комплексы «Фагот», «Конкурс», «Метис», «TOW», и другие.

Ещё раньше были другие варианты непосредственного управления человеком движением боевой ракеты. Например, ракета «воздух-воздух» РС-2-УС (автор этого текста ездил на них верхом, когда на тележке они подвозились к самолету для подвески на пилоны) наводилась по радиолучу, создаваемому радиолокационным прицелом истребителя и направленным на цель. После пуска ракеты летчик пилотированием самолета (Су-9, Су-7 и др.) удерживал цель в пределах одноградусного кружка (угловым диаметром градус) в центре радиолокационного прицела. Ракета шла с удержанием себя в оси этого радиолуча, и до попадания ракеты в цель летчик держал последнюю в центре прицела, что было, конечно, очень непросто при маневрах цели. Можно вспомнить и первую в мире немецкую зенитную ракету «Wasserfall», которая наводилась на цель оператором с помощью радиокоманд.

Однако этими примерами из прошлого оперативное управление человеком полетом ракеты и ограничивается. И это произошло по целому ряду причин.

Под «крылатыми и иными» ракетами понимаем разные типы крылатых и зенитных ракет. Баллистические ракеты слишком быстры, чтобы установить на них видеокамеру: воздух при обтекании объектива камеры создаст слой яркой плазмы, через которую ничто не рассмотришь; эта же плазма не даст передать на борт сигналы управления. Отметим, что наведение — процесс совмещения траектории с точкой цели.

Видеокамера нужна для визуального наблюдения цели оператором. Но дальности крылатых ракет обычно составляют сотни и тысячи километров, и цель в процессе полета не видна, она лежит далеко за горизонтом. Видеокамера покажет мелькающую равнину, бесконечные пролетающие складки местности, или нескончаемую поверхность моря – как оператор будет наводить ракету по видеокамере? Как он в этой картине без ориентиров узнает, взять на градус левее или правее, и когда? То же относится и к бездонной синеве (а выше — и черноте/ неба. Зенитная ракета летит сквозь облака — как увидеть, где за ними цель, в каком точно месте?

А цель в это время может быть за десятки километров от точки перехвата. Ее не увидишь в стратосфере на таком удалении. Летчик-истребитель с редкой и высшей квалификацией «летчик-снайпер» как-то рассказывал автору, как однажды увидел цель в стратосфере визуально на расстоянии 35 км. Его наводили, как и положено, наземным контуром с выходом в район сближения с целью. «502, она сейчас справа на удалении километров 35-40». Летчик повернул голову вправо, и долго тренированным взглядом всматривался в размытый горизонт. И почти на грани восприятия вдруг заметил слабое поблескивание в одной точке горизонта. Не отрывая от нее взгляда и боясь потерять из виду, он наклонил ручку управления, заложил правый крен и довернул самолет до курса на точку. Через короткое время сближения (в стратосфере — только на сверхзвуке) радиолокационный прицел дал отметку цели. А ночью? Отблеск цели в лучах солнца очень помог; но ночная цель оптически яркой не бывает.

Кроме того, даже визуально наблюдая цель, летчик часто не может верно оценить параметры ее движения и построить по ним вход в атаку. При перехвате в стратосфере и наведении с наземного контура летчик иногда даже видит цель визуально, как она идет в небе — но направляет самолет не прямо в нее, а в указанную системой наведения точку в небе. Там он может дожидаться прохода цели рядом для ее атаки, или начинать атаку по алгоритму сближения с целью.

И не все методы наведения требуют, чтобы ракета двигалась прямо к наблюдаемой цели. Такое движение, называемое «собачья погоня» — самый примитивный метод сближения. Эффективнее него — методы пропорционального и параллельного сближения, где ось (и видеокамера) ракеты смотрит не на цель, а удерживает ее в определенном угловом положении на краю поля зрения. А есть группа командных методов наведения, когда ракета вообще не видит цель. Тут видеокамера и вовсе бессмысленна.

Но ведь есть же оптические системы наведения на цель, широко используемые? Да, например, системы распознавания цели, использующие корреляционно-экстремальный метод. Naked Science о нем уже рассказывал:

«В памяти ракеты хранится загруженное перед пуском изображение местности вокруг цели, снимок в оптическом диапазоне. Система управления сравнивает хранящееся в памяти изображение местности возле цели с наблюдением головки самонаведения. Они отличаются, ведь местность и цель видны с некоторого текущего произвольного ракурса, под плавно меняющимся углом. Совпадение черт этих двух изображений называется корреляцией, а насколько они совпадают, характеризует степень корреляции, или коэффициент корреляции.

При подлете к цели система управления непрерывно вычисляет текущую степень корреляции хранимой и наблюдаемой картинок. С приближением цели местность видна все лучше и правильнее, корреляция двух картинок растет, достигая максимума непосредственно у цели. Точки максимума и минимума называются в математике экстремумами. Специальная бортовая математика (например, на базе фильтров Калмана) прогнозирует, какое изменение полета ракеты увеличит корреляцию, и как в итоге привести ракету к максимуму корреляции. И, таким образом, к цели.»

Оператор просто не сможет в реальном времени провести все эти сравнения и вычисления. Это слишком сложно для человека. Поэтому оператор не нужен в процессе наведения, и изображение с телекамеры ему ни к чему. Учтем и горку, которую многие ракеты делают при заходе на цель – крылатые противокорабельные, и не только они. Подходя на сверхзвуковой скорости к цели на минимальной высоте над водой, возле цели ракета поднимается и делает горку, заходя на цель сверху, с направления наименьшей защищенности, и с увеличенной своим падением скоростью. Заодно она избегает расстрела в горизонте из скорострельных автоматических пушек. Что покажет видеокамера? Запрокинувшееся небо, в которое уходит ракета на горке. Как тут управлять оператору? Куда доворачивать – вправо, влево, вперед, назад?

И, наконец, цель вблизи при большой скорости сближения начинает быстро и нелинейно смещаться вбок (всегда есть текущий промах). Реакция человека — более медленная и ошибочная, чем реакция системы управления полетом. Поэтому именно ей, а не человеку, доверяют движение ракеты. Слишком уж это специфичное дело. Человек в контуре управления — более слабое и неэффективное звено. Без него, кстати, не нужен канал передачи данных с ракеты и на ракету — а это оборудование с дополнительным весом и электропитанием, потерей времени на кодировку и дешифровку; это излучение, демаскирующее ракету, и возможность постановки помех в этом канале. Поэтому даже противотанковые системы отказались сегодня от управления оператором, предоставляя рулить ракетой автоматической системе управления.