HIMARS опять в новостях. Я подумал, что было бы интересно разобрать его электронные кишки. Ну, HIMARS в виде трофея русская армия так и не смогла захватить, а пиндосы мне HIMARS для разбора не давали. Так что я эмпирически…
Общая картина:
HIMARS возит контейнер на 6 ракет, который он быстро поворачивает влево и вправо, вверх и вниз для наведения на цель. HIMARS, получивший прозвище «70-километровый снайпер», быстро выпускает высокоточные ракеты на большие расстояния и уезжает, прежде чем противник успевает ответить. Встроенная стрела и подъемник быстро загружают в HIMARS 2-тонные стартовые блоки, заменяя отстрелянный контейнер за несколько минут. Стрела образует характерную «рукоятку» в передней части пусковой установки HIMARS.
HIMARS может быть доставлен практически в любое место. Он предназначен для размещения внутри небольшого грузового самолета C-130, который может приземляться на дорогах, мокром грунте или на снегу. Загружается впритык, приходится складывать боковые зеркала HIMARS и выпускать воздух из шин.
Электроника, узлы и блоки
HIMARS работает с универсальной системой управления огнем UFCS, состоящей из нескольких блоков электроники, объединенных в сеть. Большинство из них установлено в бортовых спонсонах. Слушайте, мезанфанчики, про эти компоненты.
Универсальный пусковой интерфейсный блок HIMARS (HULIU) является центром системы управления огнем, внутренней и внешней связью. Он контролирует мощность системы, уровень гидравлической жидкости, температуру и давление. Чтобы вам понятно было, это сетевой компьютер общего назначения. Пуск ракет осуществляется через универсальный дисплей стрелка, экран и клавиатуру. Большинство операций управляются программируемыми функциональными клавишами, окружающими экран, такие, типа, переключатели с красной крышкой — Power, Arm и Fire. 
UWIU (универсальный блок интерфейса оружия) подает сигналы управления на ракетную установку, направляя и запуская ракету. Он содержит баллистические алгоритмы наведения ракет. Он также загружает информацию GPS и обновления программного обеспечения для ракет перед запуском. Когда контейнер с ракетами установлен, два кабеля UWIU подключаются к нижней задней части контейнера. Один кабель обеспечивает дискретность, сигналы для получения статуса, запуска ракеты и т. д. Второй обеспечивает информацию GPS, программирует боеголовку и обеспечивает питание.
HIMARS имеет четыре разъема для капсул, хотя ракетная капсула использует только два. Более крупные ракеты ATACMS используют еще два кабеля для большей мощности, высокоскоростного Ethernet и данных. При запуске ракеты распыляют горячий едкий выхлоп над HIMARS. Экипаж защищен жалюзи над окнами и установкой химической фильтрации воздуха (ХФВ). Сажа, продукты горения и фрагменты отработанного топлива удаляются с пусковой установки после каждого запущенного пакета. Особое внимание уделяется кабельным разъемам.
При подготовке ракетной установки к стрельбе солдат использует UWIU для проверки наличия короткого замыкания или паразитных токов в кабелях, прежде чем прикреплять их к ракетам. Этот «тест короткого замыкания/отсутствия напряжения» (SNVT) гарантирует, что ракеты не сработают случайно из-за паразитного напряжения в кабелях. Тест SNVT может показаться чрезмерной предосторожностью, но паразитный ток запустил ракету Zuni на авианосце USS Forrestal, вызвав пожар и взрывы, в результате которых погибли 134 моряка и 161 был ранен.
Далее: универсальный позиционирующий навигационный блок Universal Positioning Navigation Unit (PNU) обеспечивает навигацию для HIMARS: GPS, инерциальную навигацию и одометр. В нем используются кольцевые лазерные гироскопы и акселерометры РЛ-34. В настоящее время HIMARS работает на одноплатном компьютере GE PowerXtreme PPC7EP с процессором Motorola MPC7448 PowerPC с тактовой частотой 1 ГГц. Каждый HIMARS использует три таких платы и графическую карту PMCGA4C.
Программное обеспечение загружается в HIMARS из защищенного модуля памяти. Это всего лишь флешка на 1 ГБ в запатентованной военизированной упаковке. У круглого военного разъема два контакта обрезаны, потому что USB должен подключать заземление перед загрузкой данных.
HIMARS использует три основные системы связи: УКВ/FM-радио, высокочастотное (HF) радио для большей дальности и цифровую систему ситуационной осведомленности. Первая радиосистема состоит из двух радиостанций SINCGARS VHF/FM (одна для данных, одна для голоса). Эти радиостанции с платами с FPGA, DSP и т. д., чтобы обеспечить шифрование и другие функции. Второй радиоприемник — это КВ-радио в автомобильном адаптере. У него есть шифрование, цифровой голос, тактический интернет, программно-определяемое радио. Многие модели HIMARS имеют большую петлю в верхней части кабины: высокочастотную рамочную антенну Harris RF-3134 для передачи голоса и данных на большие расстояния.
Третья система связи — это Joint Battle Command Platform (JBC-P) , цифровая сетевая система ситуационной осведомленности. Она показывает воинские части на карте вместе с тактическим чатом. Это дальнейшее развитие систем Blue Force. Трекер, FBCB2 и прочих. JBC-P работает на различных аппаратных платформах: Mounted Family of Computer Systems (MFoCS), Joint Version-5, Military Rugged Tablet Plus; в перспективе на Mounted Mission Command на базе Android. Цифровая система использует спутниковые каналы L-диапазона, а также цифровое радио. Цифровую безопасность обеспечивает KGV-72, программируемое встроенное шифровальное устройство.
Далее ракеты
Для HIMARS годится обширное семейство ракет, но важной из них является GMLRS, ракета с GPS-наведением, дальностью полета 84 км и 200-фунтовой взрывной боеголовкой. Она управляется инерциальным измерительным блоком и GPS. Точность не раскрывается, но на испытаниях ракета показала попадание в окружность диаметром 2,1 метра.
Ракета GMLRS управляется компактным комплексом наведения, использующим GPS и инерциальные измерения. Система HG1700 сочетает в себе GPS-приемник NavStrike™, инерциальный измерительный блок Honeywell, плату ЦП и плату питания. Он весит 4 кг и потребляет < 25 Вт мощности. Инерциальный измеритель отслеживает положение, контролируя вращения и ускорения внутри, поэтому его нельзя заклинить. Три кольцевых лазерных гироскопа измеряют вращение вокруг трех осей, а три ортогональных акселерометра измеряют ускорение.
Кольцевой лазерный гироскоп (RLG) стреляет лазерными лучами в противоположных направлениях вокруг треугольной полости, создавая интерференционные полосы. Если гироскоп вращается, лазеры смещаются, и рисунок интерференции меняется. В GMLRS используются кольцевые лазерные гироскопы Honeywell GG1308, очень маленькие, всего 0,8 дюйма.
Центральный процессор в GMLRS — микропроцессор Motorola MPC8260 с PowerPC 603e на частоте 200 МГц, а также 16 МБ флэш-памяти и 32 МБ ОЗУ. Более дюжины последовательных контроллеров связываются с ракетой, а Ethernet — с пусковой установкой. Проблема с IMU заключается в том, что накапливаются небольшие ошибки. Если ваш начальный угол отличается на 3 миллирадиана, ошибка составит 3 метра на км. Таким образом, полет на 49 км означает, что вы промахнулись на 147 метров. GPS обеспечивает огромный прирост точности.
Приемник NavStrike GPS в ракете гораздо более совершенен, чем обычный GPS. Он очень быстро схватывает свою позицию в каждый момент времени, работает на высокой скорости и обладает военным шифрованием и устойчивостью к помехам. Первоначально он использовал большой защищенный от несанкционированного доступа многочиповый модуль с GPS и чипами безопасности.
Наведение GMLRS, как и HIMARS, модернизируются для поддержки M-кодов GPS, которые более устойчивы к помехам и спуфингу. Это реализовано через плату NavStrike-M, заменяющую старую плату NavStrike. Компактный инерциальный измерительный блок имеет диаметр 3,7 дюйма и вес 1,9 фунта. Три платы: сенсорная плата, цифровая плата и плата микроконтроллера. Блок акселерометра/гироскопа содержит 3 ортогональных акселерометра и лазерных кольцевых гироскопов, а также высоковольтный источник питания лазера.
В качестве акселерометров используются акселерометры Honeywell RBA-500 с преобразователем силы с вибрирующей балкой. В каждом используется пара вибрирующих кварцевых балок, где разница частот колебаний зависит от приложенной силы. Система наведения использует фильтр Калмана для объединения данных IMU и GPS. Он есть в любом современном телефоне, где применяется для определения местоположения. Система наведения гарантирует, что ракета всегда знает, где она находится.
Система наведения питается от литиевой тепловой батареи. Электролит твердый, поэтому аккумулятор не портится при хранении. Непосредственно перед запуском пиротехника внутри батареи расплавляет электролит. Затем батарея обеспечивает электричество, как обычная (но горячая) батарея.
Наведение по GPS — это та штука, которая сделала появление HIMARS возможным. Тяжелая гусеничная РСЗО может быстро стрелять неуправляемыми ракетами. Видели, Амвросий, как HIMARS на базе грузовика сильно раскачивается при запуске? По губам вашим вижу, что видели. Поэтому HIMARS не годится для запуска НУР, они полетят в белый свет, как в копеечку. А вот управляемые ракеты полетят туда, куда надо ракеты.
Электронный предохранитель и ручная регулировка подрыва гарантируют, что боеголовка взорвется у цели, но не раньше. Одна схема ПЛИС проверяет команды включения от системы наведения. Независимая FPGA проверяет акселерометр, поэтому даже ошибочные сигналы наведения не могут взорвать боеголовку. В ESAD используется аналоговый акселерометр Motorola MMA1201P, измеряющий ускорение до 40G. Это гарантирует, что ракета будет разгоняться не менее 5,7 секунды после отсоединения шлангокабеля. Таким образом, боеголовка не может взорваться, пока ракета не будет успешно запущена.
Для подрыва боевой части высоковольтный конденсатор пропускает 1250 вольт через инициатор/пластину взрывающейся фольги с низким энергопотреблением, она же ударный детонатор. Это испаряет полоску фольги, превращая наклейку в небольшое инициирующее взрывчатое вещество. Это вызывает срабатывание заряда взрывчатого вещества взрывателя, а затем боеголовки.
ESAD ранее использовался с боеголовкой кассетной бомбы GMLRS DPICM, начиненной 404 поражающими элементами. крошечными гранатами. В более новой унитарной боеголовке GMLRS используется цилиндрический электронный предохранитель и предохранитель (ESAF). Он имеет плату управления и плату высокого напряжения.
Чтобы определить, когда ракета находится на нужной высоте относительно цели, в ней используется Ч/М непрерывная волна — высота направленного доплеровского датчика дальности взрыва. Этот радар посылает сигнал с различной частотой, а отраженный сигнал указывает высоту и скорость. GMLRS — дорогой способ доставки небольшой взрывчатки. Каждая ракета стоит около 160 000 долларов и содержит всего 51 фунт взрывчатого вещества в 200-фунтовой боеголовке. Для сравнения, B-52 может нести 70 000 фунтов оружия.
HIMARS также может стрелять ATACMS, гораздо более крупной ракетой с дальностью полета 300 км и боеголовкой весом 500 фунтов. Аналогичные пусковые установки, но только по одной ракете на капсулу. ATACMS намного старше GMLRS. Более 450 ATACMS использовались в операции «Иракская свобода», в основном для уничтожения средств ПВО. Ракета ATACMS использует систему наведения Honeywell H700. В этом IMU используются три кольцевых лазерных гироскопа Honeywell 1328 со стороной 2,8 дюйма, что намного больше и в 100 раз точнее, чем 0,8-дюймовые гироскопы в ракете GMLRS. Он оснащен тремя акселерометрами Q-Flex QA2000.
Акселерометр QA2000 — самый популярный датчик в коммерческих и военных самолетах. Это цилиндр размером 1 на 1 дюйм и весом 71 грамм. Внутри гибкая кварцевая полоска определяет ускорение, а ее движение фиксируется емкостным датчиком. ATACMS использовала два процессора Zilog Z8002B, а затем обновила их до процессоров Intel i960 RISC. Один процессор для инерциальных датчиков, другой для навигации, автопилота, наведения и связи. Программное обеспечение было реализовано на сборке Jovial или Zilog. Система наведения ATACMS состояла из семи печатных плат, вставленных в межблочную плату, вместе со сложным блоком питания. Две платы ЦП, плата АЦП гироскопа, плата накопителя импульсов гироскопа и 3 платы электроники гироскопа.
Кассетная боеголовка ATACMS запускалась управляемым микроконтроллером устройством, которое заряжалось до 2500 вольт, а затем разряжалось через искровой разрядник, запуская инициатор лист взрывающейся фольги. Теперь ATACMS использует «унитарную» фугасную боевую часть. ATACMS заменяется ракетой Precision Strike Missile (PrSM). Он совместим с HIMARS с двумя снарядами PrSM в контейнере. Старая дальность полета PrSM составляла 499 км, так как Договор о РСМД запрещал дальность ≥ 500 миль. США вышли из РСМД в 2019 году; сейчас дальность потенциально 800-1000 км.
Такова их дислокация.