1. Úvod
Ve třetím článku série byl odůvodněn úhel pohledu, podle kterého je naše letadlová loď, admirál Kuzněcov, již tak zastaralá, že místo opravy je lepší postavit nějakou nejnovější loď. Při pokládce dvou UDC pr. 23900 Ivan Rogov bylo oznámeno, že náklady na objednávku pro každého z nich budou 50 miliard rublů, což je méně než náklady na opravu Kuznetsova. Dále předpokládejme, že pokud si objednáte letadlový křižník (AK) na základě trupu UDC, pak trup AK nebude stát více než trup UDC.
Za posledních 15 let periodicky představujeme projekty letadlové lodi Storm, která se hmotností i rozměry blíží americkému Nimitzi. Odhad nákladů Storm na 10 miliard dolarů zabíjí celou myšlenku. Kromě Storm je pro něj skutečně nutné postavit letoun včasného varování AUG a Jak-44 (AWACS) a výcvikový komplex pro piloty vzduchových křídel. Rozpočet naší podfinancované flotily takové výdaje evidentně nedokáže pokrýt.
2. Základní parametry koncepce AK
Autor není odborníkem na stavbu lodí nebo stavbu letadel. Technické vlastnosti uvedené v článku jsou přibližné a jsou získány porovnáním se známými vzorky. Pokud je specialisté chtějí opravit, pak to výrazně zvýší kvalitu návrhu a ministerstvo obrany to nemůže ignorovat.
2.1 Hlavní úkoly AK
• letecká podpora pozemních operací, včetně obojživelných útoků na vzdálená divadla. Hloubka operací až 500-600 km od AK;
• způsobení náletů na nepřátelský KUG;
• průzkum situace na moři v okruhu do 1000 km;
• hledat ponorky pomocí bezpilotních prostředků (UAV) s magnetometrem v dosahu až 100 km před AK.
Omezení rozsahu úkolů spočívá v tom, že AK by nemělo útočit na AUG a při úderu na nepřátelské území by se UAV vzdušného křídla neměly přibližovat k letištím, na nichž jsou založeny stíhací bombardéry (IB) vzdálenost menší než 300 km. V případě, že skupina UAV podstoupí neočekávaný útok nepřátelského IS, UAV by s ním měli vést pouze vzdušný boj na dlouhé vzdálenosti a současně se pohybovat směrem k AK.
2.2 Hmotnost a rozměry
Abychom náklady na AK co nejvíce omezili, omezíme jeho plný výtlak - 25 tisíc tun, což odpovídá velikosti UDC - 220 * 33 m. zhodnoťte, co je výhodnější: ponechte si tuto velikost nebo ji vyměňte za pohodlnější pro AK - 240 * 28 m. Musí být k dispozici odrazový můstek na přídi. Předpokládejme, že zvolí 240 * 28 m.
2.3 Výběr typu systému protivzdušné obrany
Typická verze, kdy jsou na letadlové lodi instalovány pouze systémy protivzdušné obrany krátkého dosahu (MD), je pro Rusko málo používaná. Nemáme vlastní torpédoborce URO, fregaty admirála Gorškova také nejsou přeplněné a neřeší problém protiraketové obrany. Proto budete muset na AK nainstalovat plnohodnotný systém protivzdušné obrany s dlouhým dosahem. Návrh na vzhled radarového komplexu (RLC) takového systému protivzdušné obrany je uveden v předchozím článku, kde je ukázáno, že radar protiraketové obrany by měl mít 4 aktivní fázovaná anténní pole (AFAR) s rozlohou 70-100 metrů čtverečních. Kromě toho by na nástavbu měly být umístěny antény multifunkčního (MF) radaru, komplexu elektronických protiopatření (KREP) a rozpoznávání stavu. Na nadstavbě umístěné na boku nebude možné najít takové oblasti, jako na UDC.
2.4 Konstrukce nástavby
Navrhuje se zvážit možnost s umístěním nástavby v celé šířce paluby a umístit ji co nejblíže k přídi lodi. Spodní část nástavby, vysoká 7 m, je prázdná. Přední a zadní část prázdného oddílu jsou navíc uzavřena křídly brány. Během vzletu a přistání se dveře otevřou a jsou instalovány po stranách lodi s mírným rozšířením asi o 5 °.
Toto rozšíření tvoří vstupní světlici v případě, že pokud je UAV během přistání silně posunuta vzhledem ke středu dráhy do strany, pak světlice zabrání křídlu v přímém dopadu na stěnu nástavby. Také v případě nehody jsou do stropu prázdné části nástavby instalovány trysky hasicího systému. V důsledku toho je šířka dráhy omezena pouze šířkou spodní části nástavby a je rovna 26 m, což umožňuje výsadbu UAV s rozpětím křídel až 18-19 m a výškou kýlu až 4 m., což je v neustálé pohotovosti a případně s teplými motory.
Výška nástavby nad palubou musí být minimálně 16 m. Rozložení antén na bočních hranách nástavby je znázorněno na obr. 1 v předchozím článku. Na předních a zadních stěnách nástavby nemůže být radar protiraketové obrany AFAR umístěn stejným způsobem jako na bočních, protože tyto AFAR jsou umístěny nad branami a celková výška nástavby pro jejich umístění nestačí. Musíme tyto AFAR otočit o 90 °, to znamená, že umístíme dlouhou stranu AFAR horizontálně a krátkou stranu vertikálně.
Během ohroženého období by měly být na zádi paluby umístěny další 3 páry IS UAV se 4 raketami středního dosahu (SD) R-77-1 nebo 12 raketami krátkého dosahu (MD) popsanými v oddíle 5. Poté dostupná délka dráhy se sníží na 200 m.
3. Použitý koncept UAV
Protože se předpokládá, že letecké bitvy budou spíše výjimkou, IS UAV by měly být podzvukové. Je také výhodné, aby malá letadlová loď měla malé UAV. V hangáru se pak snáze přepravují, vyžadují kratší dráhu a snižuje se požadovaná tloušťka paluby. Omezme maximální vzletovou hmotnost IS UAV na 4 t. Pak křídlo může obsahovat až 40 UAV. Předpokládejme, že maximální bojová zátěž takového UAV bude 800-900 kg a vzhledem k nízkému podvozku nelze jednu raketu takové hmotnosti zavěsit pod trup. Maximální zatížení by proto mělo sestávat ze dvou 450 kg raket. Dále není možné zvýšit vzletovou hmotnost UAV, jinak bude nutné zvětšit velikost AK a promění se v obyčejnou letadlovou loď.
Střely vzduch-povrch (VP) s hmotností nižší než 450 kg mají zpravidla nízký dostřel a neumožňují je použít z dostřelů přesahujících dostřel i u systémů SD SAM. Ze střel V-V bude možné použít pouze raketu SD SD R-77-1 s dosahem 110 km. Vzhledem k tomu, že americký raketomet AMRAAM má dolet 150 km, bude problematické vyhrát vzdušnou bitvu dlouhého doletu. UR BD R-37 také není vhodný kvůli hmotnosti 600 kg. V důsledku toho bude vyžadován vývoj alternativních zbraní, například klouzavých bomb (PB) a klouzavých střel (GL), o nichž pojednává část 5.
Malá hmotnost IS UAV mu nedovolí mít celou sadu zařízení umístěnou na IS s lidskou posádkou. Buď budeme muset vyvinout kombinované možnosti, například radarová a elektronická protiopatření (KREP), nebo kombinovat UAV ve dvojicích: na jednom radaru a na druhé řadě optiky a elektronické inteligence.
Pokud je UAV pověřen vedením vzdušného boje na blízko, pak UAV musí mít přetížení jasně přesahující možnosti IS s lidskou posádkou, například 15 g. Rovněž bude vyžadována komunikační linka s operátorem odolná proti šumu. Výsledkem je, že bojová zátěž ještě klesne. Je snazší omezit se na boj na dálku a přetížení 5 g.
V regionálních konfliktech je často nutné zasáhnout nevýznamné cíle, jejichž cena je tak nízká, že použití vysoce přesných střel se ukazuje jako neoprávněné - a příliš drahé a hmotnost střely je příliš velká. Použití klouzavé munice umožňuje snížit hmotnost i cenu a zvyšuje se odpalovací dosah. Z toho vyplývá, že letová výška by měla být co nejvyšší.
Informační podporu AK zajišťuje druhý typ UAV - radarová detekce raného dosahu (AWACS). Musí mít dlouhou pracovní dobu - 6–8 hodin, po kterou budeme předpokládat, že jeho hmotnost bude muset být zvýšena na 5 tun. Navzdory své malé hmotnosti by měl AWACS UAV poskytovat přibližně stejné vlastnosti jako Hawkeye AWACS, který má hmotnost 23 tun.
Další článek bude věnován tématu UAV AWACS. Zde pouze poznamenáváme, že rozdíl mezi navrhovanými AWACS a stávajícími spočívá v tom, že radarové antény zabírají většinu stran UAV, pro které se používá speciální typ UAV s horním křídlem ve tvaru písmene V, které nezakrývá boční AFAR rozvinutý.
4. Vzhled UAV IB
Americký UAV Global Hawk používá motor z osobního letadla, jehož studená část je upravena pro práci ve vzácné atmosféře. Díky tomu bylo dosaženo letové výšky 20 km s hmotností 14 tun, rozpětím křídel 35 m a rychlostí 630 km / h.
U IB UAV by rozpětí křídel nemělo být větší než 12-14 m. Délka trupu je asi 8 m. Poté bude muset být letová výška v závislosti na bojovém zatížení a dostupnosti paliva snížena na 16- 18 km a cestovní rychlost by měla být zvýšena na 850–900 km / h …
Poměr tahu k hmotnosti UAV musí být dostatečný k dosažení rychlosti stoupání alespoň 60 m / s. Doba letu je minimálně 2,5-3 hodiny.
4.1 Charakteristiky radaru IS
Pro dálkový vzdušný boj má radar dva AFARY - nos a ocas. Přesné rozměry trupu mají být stanoveny v budoucnu, ale nyní předpokládáme, že průměry radaru AFAR jsou rovné 70 cm.
Hlavním úkolem radaru je detekovat různé cíle, pro které se používá hlavní AFAR v rozsahu 5, 5 cm, kromě toho je nutné potlačit nepřátelský radar protivzdušné obrany. Je velmi obtížné umístit KREP dostatečného výkonu na malý UAV, proto místo KREP použijeme stejný radar. K tomu je nutné poskytnout širší rozsah vlnových délek AFAR, než je tomu u potlačeného radaru. Ve většině případů se to podaří. Například radar systému protivzdušné obrany Patriot pracuje v rozsahu 5, 2-5, 8 cm, který se překrývá s hlavním DÁLKEM. K potlačení nepřátelského radaru IS a naváděcího radaru Aegis budete potřebovat dosah AFAR 3-3, 75 cm. Proto před letem na konkrétní misi je nutné vybavit radary AFAR požadovaných rozsahů. Můžete dokonce nainstalovat dosah AFAR na nos 5, 5 cm a ocas - 3 cm. Zbytek radarových jednotek zůstává univerzální. Energetický potenciál radaru je minimálně o řád větší než potenciál jakéhokoli KREP. V důsledku toho IS používaný jako rušička může pokrývat skupinu operující z bezpečných oblastí. K potlačení radaru Aegis MF bude zapotřebí AFAR z dosahu 9-10 cm.
4.2 Konstrukce a charakteristika radaru
Radar AFAR obsahuje 416 transceiverových modulů (TPM), které jsou kombinovány do klastrů (čtvercové matice 4 * 4 PPM. Velikost matice 11 * 11 cm.). Celkem AFAR obsahuje 26 klastrů. Každý PPM se skládá z 25 W vysílače a předpřijímače. Signály z výstupů všech 16 přijímačů jsou sečteny a nakonec zesíleny v přijímacím kanálu, jehož výstup je připojen k analogově-digitálnímu převodníku. ADC okamžitě vzorkuje signál 200 MHz. Po převodu signálu do digitální podoby vstupuje do signálového procesoru, kde je odfiltrován od interference a rozhoduje o detekci cíle nebo jeho nepřítomnosti.
Hmotnost každého APARu je 24 kg. AFAR vyžaduje kapalinové chlazení. Váha chladničky je dalších 7 kg atd. Celková hmotnost palubního radaru se dvěma AFAR se odhaduje na 100 kg. Spotřeba energie - 5 kW.
Malá oblast AFAR neumožňuje získat charakteristiky palubního radaru stejné jako u typického radaru pro informační bezpečnost. Například detekční rozsah IS s efektivní odraznou plochou (EOC) je 3 m2. v typické vyhledávací oblasti se 60 ° * 10 ° rovná 120 km. Chyba úhlového sledování je 0,25 °.
S takovými ukazateli je těžké počítat s vítězstvím ve vzdušném boji na dálku.
4.3 Způsob, jak zvýšit dosah radaru
Jako východisko můžete navrhnout použití skupinových akcí. K tomu musí mít UAV mezi sebou vysokorychlostní komunikační linku. Jednoduše, taková linka může být implementována, pokud je na bočních plochách UAV umístěn jeden shluk radarů. Poté může přenosová rychlost dosáhnout 300 Mbit / s na vzdálenost až 20 km.
Zvažte příklad, kdy na misi létaly 4 IS UAV. Pokud všechny 4 radary synchronně prohledají prostor, pak síla ozařující signální cíl vzroste čtyřikrát. Pokud všechny radary vyzařují pulsy striktně na stejné frekvenci, pak můžeme předpokládat, že fungoval jeden radar se čtyřnásobným výkonem. Signál přijímaný každým radarem bude také čtyřnásobný. Pokud jsou všechny přijaté signály odeslány na palubu předního UAV skupiny a shrnuty tam, pak se výkon zvýší 4krát více. V důsledku toho bude při ideálním provozu zařízení signál získaný čtyřmi radarovými radary 16krát větší než u jednoho radaru. V reálném zařízení vždy dojde ke ztrátě součtu v závislosti na kvalitě zařízení. Nelze citovat konkrétní data, protože o takových pracích není nic známo, ale odhad ztrátového faktoru na polovinu je docela pravděpodobný. Poté dojde ke zvýšení výkonu 8krát a detekční rozsah se zvýší o 1, 65krát. V důsledku toho se detekční dosah IS zvýší na 200 km, což překračuje dosah startu raketometu AMRAAM a umožní vzdušný boj.
5. Vedená klouzavá munice
Zvažte pouze klouzavé bomby a rakety (PB a PR).
PBU-39 byl původně určen pro zasažení stacionárních cílů a byl řízen signály GPS neboli setrvačníky. Náklady na PB byly mírné - 40 tisíc dolarů.
Později se ukázalo, že pouzdro PB o průměru 20 cm není schopno chránit přijímač GPS před rušením vyzařovaným pozemními CREP. Poté se vedení začalo zlepšovat. Poslední úprava již má aktivního hledače. Chyba míření se snížila na 1 m, ale cena PB se zvýšila na 200 tisíc dolarů, což není příliš vhodné pro regionální války.
5.1 Návrh na vzhled PB
Můžete navrhnout opustit navádění GLONASS a přepnout na navádění pomocí příkazů PB. To je možné, pokud může být cíl detekován radarem na pozadí odrazů od okolních objektů, to znamená, že je to rádiový kontrast. Chcete -li zamířit na PB, musíte nainstalovat následující:
• inerciální navigační systém, který umožňuje udržování přímého pohybu PB po dobu alespoň 10 s;
• výškoměr s malou výškou (méně než 300 m);
• rádiový záznamník, který znovu vysílá dotazovací signál palubního radaru zpět.
Předpokládejme, že radar dokáže detekovat pozemní cíl v jednom ze tří režimů:
• cíl je tak velký, že jej lze detekovat na pozadí odrazů od povrchu v režimu fyzického paprsku, to znamená, když IS letí přímo na něj;
• cíl je malý a lze jej detekovat pouze v režimu syntetizovaného paprsku, tj. Při pozorování cíle z boku po dobu několika sekund;
• cíl je malý, ale pohybuje se rychlostí více než 10–15 km / h a lze jej na tomto základě rozlišit.
Přesnost navádění závisí na tom, zda vedení vede jeden nebo dvojice IS. Jediný radar dokáže přesně změřit dosah k PB s chybou 1–2 m, ale azimut je měřen s velkou chybou - jediným měřením 0,25 °. Pokud pozorujete PB 1-3 s, pak lze boční chybu snížit z hodnoty rozsahu na PB na 0, 0005-0, 001. Poté, ve vzdálenosti asi 100 km, bude boční chyba rovna 50-100 m, což je vhodné pouze pro střelbu na oblastní cíle.
Předpokládejme, že existuje pár jednotek informační bezpečnosti vzdálených od sebe 10–20 km. Vzájemné souřadnice IS jsou pomocí GLONASS známy docela přesně. Poté měřením vzdáleností od PB k oběma IS a vytvořením trojúhelníku můžete chybu snížit na 10 m.
V případech, kdy je požadována vyšší přesnost navádění, bude nutné použít hledač, například televizní, schopný detekovat cíl ze vzdálenosti větší než 1 km. Je možné uvažovat o možnosti přenosu televizního obrazu operátorovi na lodi.
5.2 Použití klouzavých střel
Zvolená taktika vedení leteckých bitev stanoví, že v případě detekce útoku nepřátelského IS je nutné na něj pálit na velké vzdálenosti a okamžitě se otočit a odejít ve směru AK. Střely BD R-37 jsou kvůli hmotnosti 600 kg zcela nevhodné a částečně vhodné jsou UR SD R-77-1. Jejich hmotnost také není malá - 190 kg a dostřel je příliš malý - 110 km. Proto zvážíme možnost použití PR.
Předpokládejme, že UAV je ve výšce 17 km. Nechte ho atakovat IS létající rychlostí nadzvukových 500 m / s (1800 km / h) ve výšce 15 km. Předpokládejme, že IS útočí na UAV pod úhlem 60 °. Pak se UAV bude muset otočit o 120 °, aby se vyhnul IS. Při rychlosti letu 250 m / s a přetížení 4 g bude otočení trvat 12 sekund. Pro definitivitu stanovme hmotnost PR 60 kg, což umožní UAV mít muniční zatížení 12 PR.
Zvažte taktiku vedení války. Nechte IS zaútočit na UAV v nejnepříznivější variantě pro UAV - na vnějším řídicím centru. Poté IS před spuštěním UR radar nezapne a lze jej detekovat pouze vlastním radarem UAV. I když použijeme skupinové skenování čtyřmi palubními radary skupiny, pak bude detekční dosah dostačující pouze pro konvenční informační bezpečnost - 200 km. U F-35 klesne dolet na 90 km. Pomoc zde může poskytnout radar protiraketové obrany AK schopný detekovat letící letoun F-35 ve výšce 15 km na vzdálenost 500 km.
Rozhodnutí o potřebě stažení UAV je učiněno, když je vzdálenost k IS snížena na 120-150 km. Vzhledem k tomu, že se bitva odehrává ve výškách více než 15 km, pak téměř neexistují mraky. Poté může UAV pomocí televizních nebo infračervených kamer zaznamenat, že IS spustil UR. Pokud je IS v zóně viditelnosti radaru protiraketové obrany, pak spuštění systému protiraketové obrany lze detekovat také tímto radarem.
Pokud se IS nadále přibližuje k UAV bez spuštění UR, pak UAV resetuje první pár PR. V okamžiku pádu na PR se křídlo nosiče otevře a začne klouzat v daném směru. V tuto chvíli se UAV dále otáčí, a když je PR v zóně působení ocasu AFAR, zachycuje PR pro sledování. PÁR PR pokračuje v plánování, rozptyluje se až 10 km, aby se IB dostalo do klíšťat. Když se vzdálenost z PR do IS sníží na 30-40 km, operátor vydá příkaz ke spuštění PR motorů, které zrychlí na 3-3,5 M., protože energie PR je dostačující ke kompenzaci ztráty výšky. Na PR musí být nainstalován transpondér, který pomáhá směrovat PR s vysokou přesností. Radarový vyhledávač na PR není vyžadován - stačí mít jednoduchého IR nebo TV vyhledávače.
Pokud se IS v procesu pronásledování podařilo přiblížit k UAV na vzdálenost asi 50 km, pak může vypustit raketomet. V tomto případě se PR používají v režimu protiraketové obrany. PR se vypouští obvyklým způsobem, ale po otevření křídla provede PR zatáčku směrem k UR a poté nastartuje motor. Protože k zachycení dochází na kolizním kurzu, není vyžadováno široké zorné pole od optického hledače.
POZNÁMKA: k diskusi o taktice používání AK je nutné nejprve zvážit způsoby získání řídicího centra. Ale otázky budování hlavního informátora - AWACS UAV, fungujícího v mořských divadlech, budou zváženy v dalším článku.
6. Závěry
• navrhovaná AK bude stát několikanásobně levnější než letadlová loď Storm;
• pokud jde o kritérium nákladové efektivity, AK výrazně převýší Kuznetsova;
• výkonný systém protivzdušné obrany poskytne protiraketovou obranu a protivzdušnou obranu AUG a bezpilotní prostředky zajistí neustálou detekci nepřátelských ponorek;
• klouzavá munice je mnohem levnější než typické odpalovací zařízení raket a umožní dlouhodobé krytí vzduchu v regionálních konfliktech;
• AK je optimální pro podporu obojživelných operací;
• na základě AK UAV AWACS může být použit pro řídicí centrum jinými KUG-am;
• vyvinutý AK, UAV, PB a PR lze úspěšně exportovat.
