Krökningen på jordytan och ojämnheten i terrängen begränsar kraftigt kapaciteten hos markbaserade och marina luftförsvarssystem för att upptäcka och besegra lågflygande luftattackvapen (LAS). Hur kan du effektivt säkerställa möjligheten att skjuta ett luftförsvarssystem mot lågflygande mål?
Klättra högre
Ett av alternativen är att placera radarn på en lyft- och mastanordning (PMU). Om vi placerar radarn på en höjd av 15 meter, blir synligheten för ett flygplan som rör sig på en höjd av 50 meter över ytan 41 km. En ökning av PMU: s höjd till 50 meter kommer att öka det teoretiska siktområdet med bara 13 km (upp till 54 km), medan komplexiteten och bulkigheten av sådan utrustning kommer att växa i mycket större utsträckning.
Det verkar som om det är ganska normalt för ett luftfartssystem med kort räckvidd av typen Pantsir-SM? Men i praktiken kommer ojämnheten i terrängen, skogarna, byggnaderna och andra naturliga och konstgjorda hinder att minska detta värde med flera gånger.
Vad är minsta höjd för att höja radarn för att säkerställa upptäckt av lågflygande mål?
Höjden till vilken det är nödvändigt att höja detektionsmedlet för att kompensera för ojämn terräng kan variera i varje fall. I de flesta fall är höjdskillnaden på Rysslands platta territorium inom en räckvidd på 100-200 km inte mer än 100-200 meter. I bergsområden kan skillnaden vara betydligt större, och det är svårt att ange något specifikt värde.
Konventionellt, för ett kortdistansluftförsvarssystem (upp till 40-50 km), kan du ta den höjd som krävs för att kompensera för ojämnheten i terrängen på 100 meter, för ett medeldistans luftförsvarssystem (upp till 50- 150 km), kommer höjden som krävs för att kompensera för terrängens ojämnheter att vara 200 meter.
Således kommer radarens minsta höjd, för detektering av lågflygande mål, för kortdistans luftförsvarssystem att vara cirka 200 meter, för medeldistans luftförsvarssystem, cirka 700 meter. Radarstationens höjd för att säkerställa att det långväga luftförsvarsmissilsystemet fungerar över horisonten bör vara jämförbart med flyghöjden för AWACS-flygplanet, cirka 10 000 m, i detta fall är terrängen av mycket mindre betydelse
De angivna höjderna gör användningen av PMU omöjlig, men det finns flera andra sätt att "se bortom horisonten".
Aerostat radar
En av dessa metoder är användning av ballonger. JLENS -projektet genomförs i USA. Inom ramen för detta projekt är det planerat att distribuera radar och optisk spaningsutrustning på ballonger fixerade i vissa punkter i landet, och utformade för att upptäcka lågflygande kryssningsmissiler. Ballongernas höjd är 3 - 4, 5 km, nyttolastmassan är cirka tre ton. Detektionsområdet för luftmål bör vara cirka 550 km, markmål cirka 225 km. Förutom detektering bör JLENS-ballongen ge målbeteckning över horisonten för yt-till-luft-missiler. För att hålla ballongen på plats och utbyta data, föreslås att man använder en kabel som innehåller kraftkablar och fiberoptiska dataöverföringskablar i en kolmantel.
Inom ramen för den uppgift vi överväger har detta projekt flera nackdelar: ballongen är inte särskilt bekväm för konstant rörelse på väg och bör, om möjligt, knytas till en viss punkt, vilket utesluter möjligheten att byta position med mobil luftförsvarssystem och är oacceptabelt. Dessutom kan ballongens enorma storlek (över 70 meter lång) teoretiskt hindra dess funktion under förhållanden med starka vindbyar.
Å andra sidan är själva konceptet ganska lovande. Radarstationer placerade på ballonger kan skydda stillastående föremål från påverkan av lågflygande EHV, främst som gruvor för interkontinentala ballistiska missiler (ICBM), ubåtbaser, ballistiska missilbärare, strategiska bombplaner, kärnkraftverk och andra kritiska element i landets väpnade styrkor och infrastruktur ….
Trots det faktum att ballonger inte är de optimala medlen för att förse luftvärnssystem med möjlighet att träffa mål bortom horisonten, kan de spela en viktig roll för att täcka särskilt viktiga stationära föremål från en plötslig attack av lågflygande fiendens luftförsvar system. Deras främsta fördel är möjligheten till kvasi-kontinuerlig vistelse i luften utan betydande förbrukning av bränsle och el
I Ryssland utvecklas sådana ballonger av RosAeroSystems. I synnerhet kan du överväga den stora volymen bundna ballongen "PUMA". Puma-ballongen utvecklades som en radarbärare för radarövervakning dygnet runt från en höjd av upp till 5 km i 30 dagar utan landning.
Den uppskattade radien för detektering och spårning av luftmål kommer att vara 300-350 km. Ballongen måste motstå orkanvindar upp till 46 m / s och direkta blixtnedslag. Aerostaten hålls av ett kabelrep vid stigning, nedstigning och parkering på arbetshöjd; den ger också strömförsörjning för system och nyttolaster med en effekt på upp till 40 kW, samt för blixtnedslag och borttagning av statisk elektricitet. PUMA -ballongens nyttolast är upp till 2250 kg.
Tydligen arbetar Ryska federationens väpnade styrkor med denna riktning:
I juli 2015 berättade Vladimir Mikheev, rådgivare för den första vice generaldirektören för "Radioelectronic Technologies" (KRET), för RIA Novosti om arbetet med ett luftskeppsprojekt för behoven i landets antimissilförsvar. Det kan bli ett fullvärdigt inslag i varningssystemet för missilattacker (EWS), som idag består av två ekeloner-en orbital satellitkonstellation och markbaserade radarstationer.
Det är upp till Almaz-Antey-bekymret, det är nödvändigt att ballonger och luftskepp inte bara kan varna för hotet om ett luftangrepp, utan också direkta luftvärnsstyrda missiler (SAMs) utrustade med ett aktivt radarhemningshuvud (ARGSN) vid de identifierade målen.
Quadrocopters och andra obemannade flygfordon (UAV) vertikal start och landning
Låt oss gå tillbaka till luftvärnssystemet. Till att börja med, överväga de korta och medeldistans luftförsvarssystemen, för vilka det är nödvändigt att höja radarn till en höjd av 200 respektive 700 meter.
I början av 2018 presenterade Boeing en prototyp av en elektrisk obemannad lastdrönare. Denna UAV är utformad för att testa och felsöka den teknik som behövs för att bygga nästa generation av last- och passagerarflygplan. Längden på den erfarna UAV är 4,57 meter, bredden är 5,49 meter, höjden är 1,22 meter, vikten inklusive batteriernas vikt är 339 kilo. Nyttolast - upp till 226 kg. Designen innehåller fyra elmotorer med åtta rotorer.
Elektriska quadrocopters-UAV: er kan bli en effektiv lösning för att upptäcka lågflygande EHV för land- och sjöluftförsvarssystem
En elektrisk quadrocopter-UAV bör placeras på ett bärvagn, en dieselgeneratorsats (DGU) bör också placeras där för att förse UAV: n med el. Tyvärr är kraften för elmotorerna i den erfarna quadcoptern, batteriets laddningstid och flygtid för närvarande okänd.
Två alternativ kan övervägas:
- i den första versionen behövs inga batterier för att hålla en lång flygning, ström levereras från transportörens fordon, det finns bara ett litet reservbatteri för nödlandning av UAV, förmodligen kan detta alternativ anses vara optimalt;
- det andra alternativet kan användas om massan av kabeln som krävs för att mata den nödvändiga kraften till quadcoptern visar sig vara för stor, i detta fall måste quadcoptern vara utrustad med laddningsbara batterier eller superkondensatorer (superkondensatorer) med snabb laddning fungera.
För att säkerställa kontinuiteten i luften på fyra kortdistansluftförsvarssystem krävs minst två bärvagnar med UAV. Den tid som UAV spenderar i luften kommer endast att begränsas av tillgången på bränsle till dieselgeneratorn.
Istället för en elektrisk quadcopter kan UAV baserade på bensin- eller dieselmotorer implementeras. I Ryssland genomförs utvecklingen och produktionen av sådana lösningar av SKYF Technology, som erbjuder kunden SKYF vertikal start och landning UAV. För tillfället är SKYF UAV: s bärkraft 250 kilo med möjlighet att öka den till 400 kilo. Flyghöjden för denna UAV är upp till 3000 meter.
Tidigare tillkännagav Gorizont-företaget en UAV av helikoptertyp Gorizont Air S-100 med en allroundradar baserad på den österrikiska Schiebel Camcopter S-100. Kolibri -radaren, monterad på denna UAV, och installerad i den nedre delen av flygkroppen, utvecklas tillsammans med Moscow Research Institute of Radiophysics. Radarutrustningens totala massa bör inte vara mer än 6,5 kg, den erforderliga räckvidden i allroundvisningsläget (UAV-svävning) är inte mindre än 200 km och i syntetiskt bländarläge, inte mindre än 20 km.
Nyttolasten för denna UAV är för liten (35 kg) för att rymma en radar med acceptabla egenskaper, men som koncept kan det vara intressant. Tiden för kontinuerlig vistelse i luften är 6 timmar.
Ovanstående exempel på UAV -quadrocopters kan inte direkt användas för att placera radarn, eftersom de har en relativt blygsam nyttolast, men det råder ingen tvekan om att deras konstruktioner kommer att utvecklas aktivt och förbättras. Först och främst gäller detta elektriska drönare-UAV.
Huvudkraven för en AWACS UAV som en quadrocopter eller en UAV-AWACS av helikoptertyp bör vara hög tillförlitlighet och förmågan att stanna i luften under lång tid, vilket säkerställer den angivna flygprestanda (LTH), samt hög driftresurs och en låg kostnad för en flygtimme
UAV: er på hög höjd
För långdistansluftförsvarssystem kommer vertikala start- och landnings-UAV inte längre att vara ett effektivt och tillräckligt spaningsmedel, eftersom radarstationens höjd, för att uppnå en synvinkel på cirka 400 km, måste överstiga 10 000 meter.
Förmodligen kan UAV: er med lång flygtid, flygplanstyp, medellång eller stor dimension användas som flygande radar för ett långdistansluftförsvarssystem.
En av kandidaterna för rollen som en lovande drone-AWACS kan vara Altair UAV med en startvikt på 5 ton och en nyttolast på 1-2 ton. Denna UAV skapas som en del av Altius-M-forsknings- och utvecklingsprojektet på Sokol Design Bureau (Kazan) tillsammans med Transas-företaget. Flygtiden bör vara upp till 48 timmar, flygsträckan är 10 000 km. År 2018 överfördes Altair UAV -programmet till JSC Ural Civil Aviation Plant (UZGA). Flygtester av Altair UAV bör börja 2019.
Enheter av denna typ utvecklas också i andra länder. I synnerhet utvecklar det kinesiska företaget CETC JY-300 UAV. Det medelstora fordonet bör bli bärare av överensstämmande antenner och fungera som ett obemannat AWACS. Enligt preliminära uppgifter har JY-300 UAV en startvikt på cirka 1300 kg och kan bära en nyttolast på 400 kg. Den kan utföra flygningar i upp till 12 timmar, på höjder upp till 7,6 km. Radarna inbyggda i designen av denna drönare bör möjliggöra upptäckt av luft- och havsmål på långa avstånd.
Ryska UAV: er av medelstora och stora dimensioner har många problem, inklusive bristen på kompakta, kraftfulla och ekonomiska inhemska motorer, bristen på modern flygteknik. Ett av de viktigaste problemen är bristen på höghastighets satellitdataöverföringskanaler med en global räckvidd, vilket skulle göra det möjligt att styra UAV och ta emot spaningsinformation från den på ett stort avstånd från baspunkten.
Användningen av en AWACS UAV med en lång flygtid kräver inte närvaro av sådana kanaler. Generellt sett kan arbetet med ett bunt av långdistansluftförsvarssystem - UAV: er med lång flygtid se ut så här:
UAV AWACS med lång flygning tar fart från flygfältet och går in i patrullzonen ovanför positionerna för det lagrade luftförsvaret. All information därifrån skickas till operatörerna av långdistansluftförsvarssystem, och sedan, genom stridskontrollpunkten, till operatörerna av andra luftförsvarssystem som ingår i det kombinerade ekoniserade luftförsvaret. UAV -flygningen bör utföras mestadels i automatiskt läge längs en given bana. Ett långdistansluftförsvarssystem bör innehålla två AWACS UAV. I det här fallet kan de i skift utföra stridstjänst över luftförsvarets missilsystems positioner under en varaktighet av 36-48 timmar, beroende på avståndet till hemflygplatsen.
Kraven för UAV: er för AWACS med en lång flygtid är desamma som för UAV: er för korta och medeldistans luftförsvarssystem - en hög operativ resurs och en låg kostnad för en flygtimme
En fråga kan uppstå: i titeln på artikeln sägs det om luftförsvarets missilsystems arbete på lågflygande mål utan inblandning av flygvapnets luftfart, och UAV: erna med lång flygtid är tydligt relaterade till luftfart. Här är frågan snarare i avdelningstillhörighet. I USA, enligt Johnson-McConnell-avtalet mellan armén och flygvapnet, tillhör helikoptrar inte flygvapnet och är direkt underordnade den amerikanska armén, de agerar i dess intressen (uppdelning av flygplan i USA mellan armén och flygvapnet är välskriven här). Så i vårt fall kommer det faktum att UAV tillhör ett specifikt luftförsvarssystem inte att tillåta flygvapnet att använda det för andra ändamål.
Skiktad luftförsvar med UAV AWACS
Användningen av en AWACS UAV av en quadrocopter -typ och en AWACS UAV av en lång flygtid kommer att göra det möjligt att skapa en tät radartäckning av terrängen och säkerställa utfärdande av målbeteckning till missiler med ARGSN och IR -sökare vid maximal räckvidd.
Förmodligen bör det för två kortdistansluftförsvarssystem finnas en maskin med en drönare av drönartyp eller två maskiner för fyra luftförsvarssystem. Det luftfärdiga missilsystemet för medeldistans bör innehålla två maskiner med en drönare av drönartyp. Två UAV: er av AWACS med lång flygning bör tillhöra luftförsvarssystem av lång räckvidd.
Under en hotad period eller i händelse av utbrott av fientligheter måste UAV: er med lång flygtid utföra kontinuerliga patruller över positionerna i luftförsvarets missilsystem. UAV: er av en fyrkoptertyp, från sammansättningen av kortdistans- och medeldistansluftförsvarssystemen, måste finnas på transportfordonen i beredskap för en omedelbar start. Vid upptäckt av ett lufthot bör lanseringen av en drone-typ UAV genomföras inom några minuter.
Kostnaden för UAV: n själva och deras flygtid är traditionellt betydligt lägre än kostnaden för bemannade flygplan och helikoptrar, vilket gör denna uppgift ekonomiskt attraktiv. Tekniskt innehåller det föreslagna konceptet inte heller några oöverstigliga problem.
För stationära föremål av hög vikt kan AWACS -ballonger användas. När det gäller luftförsvar för föremål utrustade med AWACS-ballonger krävs inte UAV: er med lång flygtid och kan uteslutas från det långväga luftförsvarssystemet eller kan vara på flygfältet i beredskap för avresa som reservspaning och målbeteckning innebär att.
UAV AWACS för flottan
Tidigare har endast användningen av UAV AWACS beaktats av intressen för markbaserade luftförsvarssystem. Men inte mindre, och möjligen en viktigare uppgift är användningen av en AWACS UAV av en quadrocopter -typ och en UAV med en lång flygtid i intresset av luftförsvaret för marinens fartyg. Med tanke på det faktum att vi inte har några hangarfartyg och följaktligen AWACS-flygplan på dem är moderna ryska fartyg dåligt skyddade från luftangrepp, oavsett vilket luftförsvar de befinner sig på, på grund av fysiska begränsningar i detekteringsområdet för lågflygande mål.
Användningen av en UAV av fyrkoptertyp på fartyg från den ryska marinen kommer att avsevärt skjuta tillbaka gränsen för förstörelse av lågflygande mål. Och att skicka en UAV med lång flygtid och räckvidd till området där marinfartygen ligger kommer att ge dem ytterligare möjligheter för spaning av fiendens styrkor och utfärda målbeteckning till långdistansmissiler.
Det är omöjligt att utesluta användningen av ballonger och AWACS -luftskepp i marinens intresse, särskilt eftersom det finns historiska exempel på användning av ballonger av den ryska flottan.
Slutsatser
Mark- och ytluftsförsvar utan möjlighet att attackera lågflygande mål på ett stort avstånd kommer att besegras.
För att lösa detta problem, av intresse för kort- och medeldistans luftförsvarssystem, är det nödvändigt att skapa en AWACS UAV av en fyrkoptertyp, helst med strömförsörjning via en kabel från bärvagnen.
För ett långdistansluftförsvarssystem är det nödvändigt att intensifiera utvecklingen av en AWACS UAV med en lång flygtid.
För stationära föremål av hög vikt kan AWACS -ballonger användas.
Alla ovanstående system (UAV AWACS av en quadrocopter-typ, AWACS UAVs med lång flygtid och AWACS-ballonger) är av stor betydelse för att öka effektiviteten och överlevnaden för inte bara markbaserade luftförsvarssystem, utan fartyg från den ryska marinen.
