Zakřivení zemského povrchu a nerovnosti terénu značně omezují možnosti pozemních a námořních systémů protivzdušné obrany detekovat a porazit nízko letící letecké útočné zbraně (LAS). Jak můžete účinně zajistit možnost odpálení systému protivzdušné obrany na nízko letící cíle?
Vylezte výš
Jednou z možností je umístění radaru na zvedací a stožárové zařízení (PMU). Pokud radar umístíme do výšky 15 metrů, pak bude dosah viditelnosti letadla pohybujícího se ve výšce 50 metrů nad povrchem 41 km. Zvýšení výšky PMU na 50 metrů zvýší teoretický dosah viditelnosti pouze o 13 km (až 54 km), přičemž složitost a objemnost takového zařízení poroste v mnohem větší míře.
Zdálo by se, že je to pro systém protivzdušné obrany krátkého dosahu typu Pantsir-SM zcela normální? V praxi však nerovnosti terénu, lesů, budov a dalších přírodních a umělých překážek tuto hodnotu několikrát sníží.
Jaká je minimální výška pro zvednutí radaru, aby byla zajištěna detekce nízko letících cílů?
Výška, na kterou je nutné zvednout detekční prostředky ke kompenzaci nerovností terénu, se může v každém případě lišit. Ve většině případů není výškový rozdíl na plochém území Ruska v rozmezí 100-200 km větší než 100-200 metrů. V horských oblastech může být rozdíl výrazně větší a je obtížné určit konkrétní hodnotu.
Obvykle lze u systému protivzdušné obrany krátkého dosahu (do 40–50 km) vzít výšku potřebnou k vyrovnání nerovností terénu 100 metrů, u systému protivzdušné obrany středního dosahu (do 50–50 km). 150 km), výška potřebná ke kompenzaci nerovností terénu bude 200 metrů.
Minimální výška radaru pro detekci nízko letících cílů pro systémy protivzdušné obrany krátkého dosahu bude tedy asi 200 metrů, pro systémy protivzdušné obrany středního dosahu asi 700 metrů. Nadmořská výška radarové stanice zajišťující provoz raketového systému protivzdušné obrany dlouhého dosahu by měla být srovnatelná s letovou výškou letounu AWACS, asi 10 000 m, v tomto případě má terén mnohem menší význam
Uvedené výšky znemožňují použití PMU, ale existuje několik dalších způsobů, jak se „podívat za horizont“.
Aerostatový radar
Jednou z těchto metod je použití balónků. Projekt JLENS se realizuje v USA. V rámci tohoto projektu je plánováno nasazení radarového a optického průzkumného vybavení na balóny upevněné v určitých bodech země a určené k detekci nízko letících řízených střel. Výška balónků je 3 - 4, 5 km, hmotnost užitečného zatížení je asi tři tuny. Detekční dosah vzdušných cílů by měl být asi 550 km, pozemních cílů asi 225 km. Kromě detekce by balón JLENS měl poskytovat označení cílů nad horizontem pro rakety země-vzduch. Pro držení balónu na místě a výměnu dat se navrhuje použít kabel, který obsahuje napájecí kabely a kabely pro přenos dat z optických vláken v uhlíkovém plášti.
V rámci úkolu, který zvažujeme, má tento projekt několik nevýhod: balón není příliš vhodný pro neustálý pohyb po silnici, a pokud je to možné, měl by být vázán na určitý bod, což vylučuje možnost změny polohy pomocí mobilního telefonu systémů protivzdušné obrany a je nepřijatelné. Obrovská velikost balónu (přes 70 metrů na délku) navíc může teoreticky bránit jeho provozu v podmínkách silného nárazového větru.
Na druhou stranu samotný koncept je docela slibný. Radarové stanice umístěné na balónech mohou chránit stacionární objekty před dopadem nízko letícího EHV, především jako miny pro mezikontinentální balistické střely (ICBM), ponorkové základny, nosiče balistických raket, letiště strategických bombardérů, jaderné elektrárny a další kritické prvky země ozbrojené síly a infrastruktura ….
Navzdory skutečnosti, že balóny nejsou optimálním prostředkem pro zajištění systémů protivzdušné obrany s možností zasáhnout cíle za horizont, mohou hrát důležitou roli při krytí zvláště důležitých nepohyblivých objektů při náhlém úderu nízko letící protivzdušné obrany nepřítele systémy. Jejich hlavní výhodou je možnost kvazispojitého pobytu ve vzduchu bez výrazné spotřeby paliva a elektřiny
V Rusku takové balónky vyvíjí RosAeroSystems. Zejména můžete zvážit velkoobjemový uvázaný balón „PUMA“. Balón Puma byl vyvinut jako radarový nosič pro nepřetržitý radarový dohled z výšky až 5 km po dobu 30 dní bez přistání.
Odhadovaný poloměr detekce a sledování vzdušných cílů bude 300–350 km. Balón musí odolat hurikánovým větrům až do rychlosti 46 m / s a přímým úderům blesku. Aerostat je během výstupu, klesání a parkování v pracovní výšce držen lanovým lanem; poskytuje také napájení pro palubní systémy a užitečné zatížení s výkonem až 40 kW, jakož i pro odstraňování blesku a statické elektřiny. Užitečné zatížení balónu PUMA je až 2250 kg.
Ozbrojené síly Ruské federace zřejmě pracují tímto směrem:
V červenci 2015 Vladimír Mikheev, poradce prvního náměstka generálního ředitele koncernu „Radioelektronické technologie“(KRET), řekl agentuře RIA Novosti o zahájení prací na projektu vzducholodi pro potřeby protiraketové obrany země. Může se stát plnohodnotným prvkem systému varování před raketovým útokem (EWS), který dnes tvoří dvě patra-orbitální satelitní souhvězdí a pozemní radarové stanice.
Je to na koncern Almaz-Antey, je nutné, aby balóny a vzducholodě mohly nejen varovat před hrozbou leteckého útoku, ale také směrovat protiletadlové řízené střely (SAM) vybavené aktivní radarovou naváděcí hlavou (ARGSN) na identifikované cíle.
Vertikální vzlet a přistání kvadrokoptéry a dalších bezpilotních letadel (UAV)
Vraťme se k systému protivzdušné obrany. Nejprve zvažte systémy protivzdušné obrany krátkého a středního dosahu, u nichž je nutné zvednout radar do výšky 200, respektive 700 metrů.
Počátkem roku 2018 Boeing představil prototyp elektrické bezpilotní nákladní dronové kvadrokoptéry. Tento UAV je určen k testování a ladění technologií potřebných pro stavbu nové generace nákladních a osobních letadel. Délka zkušeného UAV je 4,57 metru, šířka 5,49 metru, výška 1,22 metru, hmotnost včetně hmotnosti baterií 339 kilogramů. Užitečné zatížení - až 226 kg. Konstrukce zahrnuje čtyři elektromotory s osmi rotory.
Elektrické kvadrokoptéry-UAV se mohou stát účinným řešením pro detekci nízko letícího EHV pro pozemní a námořní systémy protivzdušné obrany
Na nosném vozidle by měla být umístěna elektrická kvadrokoptéra-UAV, tam by měla být také umístěna souprava naftového generátoru (DGU), která by UAV dodávala elektřinu. Bohužel v tuto chvíli není znám výkon elektromotorů zkušené kvadrokoptéry, doba nabíjení baterie a doba letu.
Lze zvážit dvě možnosti:
- v první verzi nejsou k udržení dlouhého letu zapotřebí žádné baterie, energie je dodávána z vozidla dopravce, k dispozici je pouze malá záložní baterie pro nouzové přistání UAV, pravděpodobně lze tuto možnost považovat za optimální;
- druhou možnost lze použít, pokud se ukáže, že hmotnost kabelu potřebného k dodání potřebného výkonu kvadrokoptéry je příliš velká, v tomto případě musí být kvadrokoptéra vybavena dobíjecími bateriemi nebo superkondenzátory (superkondenzátory) s rychlým nabíjením funkce.
Aby byla zajištěna kontinuita pobytu ve vzduchu na čtyřech systémech protivzdušné obrany krátkého dosahu, jsou zapotřebí alespoň dvě nosná vozidla s UAV. Čas strávený UAV ve vzduchu bude omezen pouze dostupností paliva pro dieselagregát.
Místo elektrické kvadrokoptéry mohou být implementovány UAV založené na benzínových nebo naftových pístových motorech. V Rusku vývoj a výrobu takových řešení provádí společnost SKYF Technology, která zákazníkovi nabízí vertikální vzletové a přistávací bezpilotní prostředky SKYF. V současné době je nosnost SKYF UAV 250 kilogramů s výhledem na zvýšení na 400 kilogramů. Letová výška tohoto UAV je až 3000 metrů.
Dříve společnost Gorizont oznámila vrtulník typu Gorizont Air S-100 UAV s všestranným radarem založeným na rakouské Schiebel Camcopter S-100. Radar Kolibri, namontovaný na tomto UAV a instalovaný ve spodní části trupu, je vyvíjen společně s Moskevským výzkumným ústavem radiofyziky. Celková hmotnost radarového zařízení by neměla být větší než 6,5 kg, požadovaný rozsah v režimu všestranného sledování (vznášející se UAV) není menší než 200 km a v režimu syntetické clony nejméně 20 km.
Užitečné zatížení tohoto UAV je příliš malé (35 kg) na umístění radaru s přijatelnými charakteristikami, ale jako koncept to může být zajímavé. Doba nepřetržitého pobytu ve vzduchu je 6 hodin.
Výše uvedené příklady kvadrokoptér UAV nelze přímo použít k umístění radaru, protože mají relativně skromné užitečné zatížení, ale není pochyb o tom, že jejich konstrukce budou aktivně vyvíjeny a vylepšovány. Předně se to týká elektrických dronů-UAV.
Hlavními požadavky na AWACS UAV, jako je kvadrokoptéra nebo UAV-AWACS typu helikoptéra, by měla být vysoká spolehlivost a schopnost zůstat ve vzduchu po dlouhou dobu, zajišťující specifikované letové vlastnosti (LTH) a také vysokou provozní zdroje a nízké náklady na letovou hodinu
UAV ve vysoké nadmořské výšce
U systémů protivzdušné obrany s dlouhým dosahem přestanou být vertikální vzletové a přistávací bezpilotní prostředky účinným a dostatečným průzkumným prostředkem, protože výška radarové stanice pro dosažení pozorovacího dosahu asi 400 km musí přesáhnout 10 000 metrů.
UAV s dlouhým letem, typem letadla, středním nebo velkým rozměrem lze pravděpodobně použít jako létající radar pro systém protivzdušné obrany dlouhého dosahu.
Jedním z kandidátů na roli slibného dronu-AWACS může být Altair UAV se vzletovou hmotností 5 tun a užitečným zatížením 1–2 tuny. Tento UAV je vytvořen jako součást projektu výzkumu a vývoje Altius-M v Sokol Design Bureau (Kazaň) společně se společností Transas. Doba jeho letu by měla být až 48 hodin, dolet je 10 000 km. V roce 2018 byl program Altair UAV převeden do závodu na civilní letectví JSC Ural (UZGA). Letové zkoušky Altair UAV by měly začít v roce 2019.
Zařízení tohoto typu se vyvíjejí i v dalších zemích. Zejména čínská společnost CETC vyvíjí JY-300 UAV. Středně velké vozidlo by se mělo stát nosičem konformních antén a sloužit jako AWACS bez posádky. Podle předběžných údajů má JY-300 UAV vzletovou hmotnost asi 1300 kg a unese užitečné zatížení 400 kg. Je schopen provádět lety až 12 hodin, ve výškách až 7,6 km. Radary zabudované do konstrukce tohoto dronu by měly umožnit detekci vzdušných a námořních cílů na velké vzdálenosti.
Ruské UAV středních a velkých rozměrů mají mnoho problémů, včetně nedostatku kompaktních, výkonných a ekonomických domácích motorů, nedostatku moderní avioniky. Jedním z nejdůležitějších problémů je nedostatek vysokorychlostních satelitních kanálů pro přenos dat s globálním dosahem, které by umožňovaly ovládat UAV a přijímat z něj průzkumné informace ve velké vzdálenosti od základního bodu.
Použití AWACS UAV s dlouhou dobou letu nevyžaduje přítomnost takových kanálů. Obecně může práce svazku systémů protivzdušné obrany s dlouhým doletem - UAV s dlouhým letem vypadat takto:
UAV AWACS dlouhého letu startuje z letiště a vstupuje do hlídkové zóny nad pozicemi vrstvené protivzdušné obrany. Veškeré informace z něj jsou zasílány provozovatelům systémů protivzdušné obrany dlouhého dosahu a poté prostřednictvím kontrolního bodu boje provozovatelům dalších systémů protivzdušné obrany, které jsou součástí kombinované protivzdušné obrany. Let UAV by měl být prováděn převážně v automatickém režimu po dané trajektorii. Jeden systém protivzdušné obrany s dlouhým dosahem by měl zahrnovat dva AWACS UAV. V tomto případě mohou na směny provádět bojovou službu nad pozicemi raketového systému protivzdušné obrany po dobu 36-48 hodin, v závislosti na odlehlosti domácího letiště.
Požadavky na UAV AWACS s dlouhou dobou letu jsou stejné jako na UAV pro systémy protivzdušné obrany krátkého a středního dosahu - vysoký operační zdroj a nízké náklady na letovou hodinu
Může vyvstat otázka: v názvu článku je řečeno o práci raketového systému protivzdušné obrany na nízko letících cílech bez zapojení letectva letectva a bezpilotní letouny s dlouhým letem jasně souvisí s letectvím. Zde je otázka spíše v resortní příslušnosti. V USA podle dohody Johnson-McConnell mezi armádou a letectvem vrtulníky nepatří k letectvu a jsou přímo podřízeny americké armádě, jednají v jejím zájmu (rozdělení letadel v USA mezi armádou a letectvem je zde dobře napsáno). Takže v našem případě skutečnost, že UAV patří ke konkrétnímu systému protivzdušné obrany, nedovolí letectvu použít jej k jiným účelům.
Vrstvená protivzdušná obrana s UAV AWACS
Použití AWACS UAV typu quadrocopter a AWACS UAV s dlouhou dobou letu umožní vytvořit husté radarové pokrytí terénu a zajistí vydání určení cíle raketám s ARGSN a IR azylem v maximálním dosahu.
Pravděpodobně by pro dva systémy protivzdušné obrany krátkého dosahu měl existovat jeden stroj s dronovým dronem nebo dva stroje pro čtyři systémy protivzdušné obrany. Raketový systém protivzdušné obrany středního doletu by měl zahrnovat dva stroje s dronem dronového typu. Dva bezpilotní letouny AWACS s dlouhým letem by měly patřit k systémům protivzdušné obrany dlouhého dosahu.
Během ohroženého období nebo v případě vypuknutí nepřátelských akcí musí UAV s dlouhým letem provádět nepřetržité hlídky nad pozicemi raketových systémů protivzdušné obrany. UAV typu quadrocopter, složené ze systémů protivzdušné obrany krátkého a středního dosahu, musí být na nosných vozidlech připraveny k okamžitému startu. V případě detekce letecké hrozby by mělo být vypuštění bezpilotního letadla typu dron provedeno během několika minut.
Náklady na samotné UAV a jejich dobu letu jsou tradičně výrazně nižší než náklady na letadla s posádkou a helikoptéry, což činí tento úkol ekonomicky atraktivní. Technicky navrhovaný koncept také neobsahuje žádné nepřekonatelné problémy.
Pro stacionární objekty vysoké důležitosti lze použít balóny AWACS. V případě protivzdušné obrany objektů vybavených balony AWACS nejsou UAV s dlouhým letem vyžadovány a mohou být vyloučeny ze systému protivzdušné obrany dlouhého doletu nebo mohou být na letišti připraveny k odletu jako záložní průzkum a označení cíle prostředek.
UAV AWACS pro flotilu
Dříve se v zájmu pozemních systémů protivzdušné obrany uvažovalo pouze o použití UAV AWACS. Ale ne méně a možná ještě důležitějším úkolem je použití AWACS UAV typu quadrocopter a UAV s dlouhým letem v zájmu protivzdušné obrany lodí námořnictva. Vzhledem k tomu, že na nich nemáme žádné letadlové lodě, a tedy ani letadla AWACS, jsou moderní ruské lodě špatně chráněny před leteckými útoky, bez ohledu na to, na jaké protivzdušné obraně jsou, kvůli fyzickým omezením v dosahu detekce nízko letících cílů.
Použití bezpilotního letounu typu quadrocopter na lodích ruského námořnictva výrazně odstraní hranici ničení nízko letících cílů. A vyslání UAV s dlouhým letem a dosahem do oblasti, kde se nacházejí námořní lodě, jim poskytne další příležitosti k průzkumu nepřátelských sil a vydávání označení cílů raketám dlouhého doletu.
Je nemožné vyloučit použití balónů a vzducholodí AWACS v zájmu námořnictva, zejména proto, že existují historické příklady použití balónů ruskou flotilou.
závěry
Pozemní a povrchová protivzdušná obrana bez možnosti útočit na nízko letící cíle na velkou vzdálenost bude poražena.
K vyřešení tohoto problému je v zájmu systémů protivzdušné obrany krátkého a středního dosahu nutné vytvořit AWACS UAV typu kvadrokoptéry, nejlépe s napájením přes kabel z nosného vozidla.
U systému protivzdušné obrany dlouhého doletu je nutné zintenzivnit vývoj AWACS UAV s dlouhou dobou letu.
Pro stacionární objekty vysoké důležitosti lze použít balóny AWACS.
Všechny výše uvedené systémy (UAV AWACS typu quadrocopter, AWACS UAV s dlouhou dobou letu a AWACS balóny) mají velký význam pro zvýšení účinnosti a přežití nejen pozemních systémů protivzdušné obrany, ale lodí ruského námořnictva.
