40 mm luftvärnskanon RAPID Eld från Thales i stridsposition med sänkta stabilisatorer och optoelektronisk station på taket av tornet
Traditionella flygplanskonstruktioner har fokuserat mer och mer på avancerade och motsvarande dyra missiler under de senaste åren, men i den här artikeln kommer vi att titta på hur det potentiella UAV-hotet har tvingat användare att återvända till prisvärda luftvärnskanoner och riktade energivapen
Obemannade flygbilar (UAV) har visat sig vara ett värdefullt verktyg i modern strid. Därför har några av de mer kräsna användarna under de senaste åren börjat sätta sig på andra sidan barrikaderna och fråga sig själva: hur mycket mer hot kan sådana fiendens system utgöra i framtida konflikter?
Tillverkarna utnyttjade snabbt detta. Om du tittar på de senaste vapenkatalogerna kan du se de många yt-till-luft-system som för närvarande skryter med möjligheten att engagera UAV, liksom mer traditionella jetflygplan, helikoptrar och ballistiska missiler. Många av dessa system har dock inte uppgraderats för att hantera obemannade mål, men industrin inser att kunderna ändå tänker köpa dem, eftersom medelstora och stora UAV: er passar bra in i uppsättningen mål för dessa system.
Även om å andra sidan dessa typer av UAV inte är särskilt svåra mål. Även ganska stora och välpresterande UAV, som General Atomics 'Predator och Reaper, flyger med blygsamma hastigheter på 300 knop eller så och gör relativt milda svängar längs förutsägbara flygvägar.
Trots sina små vingar, böjda flygkroppslinjer, utbredd användning av plast kan de inte skryta med speciell osynlighet. Rene de Jong, chef för sensorsystem på Thales Nederland, sa att UAV: er av Predator-typ har ett effektivt reflektionsområde (EPO) som liknar ett lätt flygplan, vilket gör dem relativt enkla att spåra med befintliga luftvärnsradarer.
I juni 2013, på Eurosatory -utställningen i Paris, sa en representant för Rafael -företaget något liknande. Till stöd för sitt påstående gav han en live-skjutvideo av en Python / Derby-baserad Spyder-luft-till-luft-missil, från vilken det är klart att stora taktiska eller medellånga UAV: er med lång flygtid är ganska enkla mål.
Från flygplanskyddssystemens perspektiv är det dessutom klart att, trots det tydliga beviset på sårbarheten för medelstora och stora UAV, görs lite på detta område för att förbättra UAV: s chanser att överleva i stridsluftrum.
Som en konsekvens passar medelstora och stora UAV väl in i många befintliga yt-till-luft-missiler.
Men på lägre nivå ställer spridningen av små, billiga taktiska UAV på pluton- eller truppnivå helt andra uppgifter. Det verkar som om dessa små system som arbetar med låga hastigheter och höjder är lättare att skjuta ner, men till sin natur har de lägre EPO, infraröda och akustiska signaturer och är därför svårare att upptäcka och svårare att träffa.
Liksom missiltillverkare har många radardesigners lagt till UAV: er i listan över måltyper de kan spåra, även om få markbaserade luftförsvarssystem faktiskt har stor kapacitet mot små UAV. Saker börjar dock förändras, eftersom användare vill ha möjligheten att spåra sina taktiska UAV: er och skanna fiendens UAV: er med taktiska radarer.
I USA studerade de i synnerhet potentialen hos olika radarsystem och genomförde olika aktiviteter, till exempel förra årets Black Dart -övningar. John Jaydik, vice vd för vapensystem och sensorer på Northrop Grumman, rapporterade om de framgångsrika testerna i denna övning av en mycket adaptiv multifunktionsradar HAMMR (Highly Adaptable Multi-Mission Radar) baserad på en elektroniskt skannad aktiv antennmatris utformad för en kämpe.
De Jong sa att Thales Nederland har utfört omfattande tester för att testa dess radarsystem mot små, taktiska UAV, med hjälp av oplanerade mål på olika områden, till exempel fjärrstyrda flygplan och militära system som leksaker med förmätta kontrollkameror. EPO. Han sa att detektering av mål med EPO 0, 1 m2 inte är ett problem, den verkliga uppgiften är att identifiera dem och skilja dem från fåglar, störningar och andra reflekterade signaler, som vanligtvis filtreras bort av radar.
Thales Nederländers lösning som används i Squires taktiska radar och dess andra system är att använda multi-beam-tekniker med biaxiala ackumulerade strålar och aktiva skannergaller för att uppnå den nödvändiga höga Doppler-upplösningen och den tid som krävs för målbelysning. Därför blir det svårt att bygga om eller uppgradera befintliga radar för denna roll.
Modell av systemet för detektering, identifiering och förstörelse av UAVs Vigilant Falcon från SRC
Elektronisk dämpning
Samtidigt visade det amerikanska företaget SRC i oktober 2012 på AUSA-konferensen i Washington en mock-up av sin produkt, kallad Vigilant Falcon. Företaget avböjde att lämna detaljer om systemet, men noterade att det är baserat på befintliga system som utvecklats av SRC, som kan upptäcka och spåra potentiella hot, tillhandahålla "visuell och elektronisk identifiering och tillhandahålla elektroniska undertryckningsmöjligheter."
Collaget presenterat av SRC visar en HMMWV-baserad radar (som företaget förklarar är optimerad för stillasittande lågflygande mål (låg Doppler-signatur)) med en optoelektronisk kamera och en namnlös antenn ovanpå. SRC -specifikationen säger att Vigilant Falcon”analyserar UAV -signaturer och kinematik för klassificering och identifiering och matar en signal till en optoelektronisk / infraröd kamera för mer exakt identifiering. Kameran ger också mycket exakt azimut- och höjddata för målet. " Målidentifiering underlättas tydligen också av det elektroniska stödsystemet baserat på UAV: s "unika radiofrekvensstrålning".
SRC-företaget hävdar att systemet erbjuder "flera sätt att undertrycka", men specificerar inte vilka, helt enkelt med hänvisning till icke-kinetisk elektronisk krigföring. Förmodligen är detta någon form av störning av kommunikationskanaler eller UAV -kontrollanläggningar.
Naturligtvis finns det mer traditionella sätt att bekämpa UAV, men om flygplanets olika signaturer är tillräckligt starka för att fångas upp av en luft-till-luft-missil, innebär den låga kostnaden för små UAV: er att det rent formellt kan inte vara värt att spendera ens en relativt billig axellanserad missil. att förstöra den, även om beröva fienden information som samlats in av UAV kan rädda mer än ett liv.
Kanonvärn kan dock ge ett svar, även om många "västerländska" operatörer för länge sedan har fråntat sig de flesta självgående och bogserade luftvärnskanonerna och nu måste de återställas igen. Som en fransk soldat nyligen sa:”Några av dessa UAV är som fåglar. Vad de verkligen behöver är ett stort gevär - som en viltjägare."
Trupper med vapen som går tillbaka till sovjettiden har ett bättre läge, eftersom deras doktrinära fokus på snabbskjutande mobila kanoner gjorde det möjligt att bevara ett stort antal sådana system som till exempel ZSU-23-4 "Shilka" - med en radar och fyrtappade 23 mm 2A7-kanoner,- och liknande system i tjänst med arméer runt om i världen. Beväpning av denna typ är särskilt populär i Afrika, där liknande system med låga höjdvinklar används mot markmål, som har en förödande effekt.
Dessa multi-tasking-funktioner kan vara nyckeln till att föra tillbaka kanonerna till luftförsvaret för andra operatörer. I en tid med snäva budgetar och ett obefintligt hot från någon form av luftangrepp, än mindre taktiska UAV, är det osannolikt att finansministerier i olika länder kommer att stödja förvärv av nya speciella anti-UAV-vapen till sina arméer.
Framväxten av ammunition med fler och mer intelligenta säkringar och en given effekt gör det möjligt att lägga till förmågan att bekämpa flygplan och UAV till befintliga vapensystem. I synnerhet verkar Cased Telescoped Cannon and Ammunition (CTCA) 40 mm teleskopiskt ammunitionssystem från det brittisk-franska företaget CTA International (CTAI) erbjuda stor potential. CTAI arbetar med en ny luftblast-ammunition känd som A3B eller AA-AB (Anti-Air Air Burst) för att motverka luftmål.
Faktum är att den nya ammunitionens inverkan på normalt ömtåliga UAV liknar effekten av ett "hagelgevär". Det är också effektivt mot helikoptrar, jetplan, ballistiska missiler och till och med ostyrda raketer och mortelrundor eller höghastighets antiradarmissiler.
På flygplanets väg släpper varje projektil ett moln med mer än 200 volframkulor, och vid luftvärnsuppdrag har 40 mm-kanonen en maximal räckvidd på 4 km upp till en höjd av 2500 m (8202 ft). När du skjuter mot luftmål kan kanonen vanligtvis avfyra en skur på upp till 10 AA-AB-rundor.
CTCA -beväpningskomplexet godkändes för British Specialist Vehicle Scout -programmet och British Warrior Capability Sustainment Program (BMP), och valdes också som det föredragna alternativet för det franska spaningsfordonet EBRC (Engin Blinde de Reconnaissance et de Combat). Dessa fordon kan bära nya luftvärnsskal, men de begränsade lyftvinklarna på kanontunnorna kommer inte att tillåta effektiv strid mot UAV på korta avstånd. Detta är dock inte sant för alla torn. Till exempel erbjuder T40 -tornet från Nexter en mycket stor vertikal vinkel på upp till +45 grader för exakt samma typ av uppgifter.
RAPIDFires svar
Thales har också lekt med tanken på att utveckla en särskild luftvärnsprogram för CTCA i flera år och visade sitt CTCA-torn monterat på ett BMP-typskrov på Paris Air Show 2011.
Presentation av RAPIDFire luftvärnssystem på Paris flygshow med mina undertexter
Lite senare i år visade företaget RAPIDFire-luftvärnskanonen på utställningen Eurosatory. Laurent Duport, chef för affärsutvecklingsstrategi vid avdelningen för avancerade vapen i Thales, sa att den var speciellt utformad för att motverka UAV, men erbjuder också vanliga luft- och markmotåtgärder.
Faktum är att CTCA-torn, i kombination med Starstreak-raketskjutare, är monterat på ett terrängchassi-i likhet med chassit på CAESAR 155 mm haubits. Duport sa att systemet som presenteras på Eurosatory bara är en demonstration och att detta vapensystem kan installeras på alla andra lämpliga fordon.
Han vägrade att säga om företaget har några order på systemet, men det är klart att det följs noga i Mellanöstern. Saudiarabien tar UAV -hotet ganska allvarligt och eftersom det driver CAESAR -haubitsarna har det spekulerats i att RAPIDFire -system kan köpas av det landet.
Mer specifikt är flera system avsedda för saudiarabiska gardet som en del av ett integrerat kortdistans luftförsvarssystem med låg höjd, som innehåller cirka 87 RAPIDFire-system med andra element, inklusive 49 multifunktionella stridsfordon Multi-Purpose Combat Vehicles (MPCV) beväpnad med MBDA Mistral homing missiler.
ZSU RAPID Eld från Thales Air Defense
Under tiden fortsätter RAPIDFire att testas för luftförsvarsuppdrag. Duport sa att Thales genomförde framgångsrika avfyrningstester på skenmål 2012, men CTAI utvecklar fortfarande A3B / AA-AB för att kvalificera och certifiera ett luftvärnssystem för armén i slutet av detta år.
Thales Air Defense marknadsför RAPIDFire som en del av ett komplett luftvärnskomplex, som också inkluderar en Thales CONTROL Master 60-övervakningsradar och en CONTROLView-kontrollmodul, som vanligtvis kan övervaka upp till sex RAPIDFire-installationer.
I detta fall kan kanonerna styras med hjälp av en radar eller ett optiskt-elektroniskt siktsystem installerat på taket på RAPIDFire-tornet.
RAPIDFire kan bära upp till sex Starstreak -missiler, även tillverkade av Thales Air Defense. Dessa missiler når hastigheter på Mach 3 och har en maximal räckvidd på cirka 7 km. Denna missil med utökad räckvidd erbjuder fler möjligheter i kampen mot stora flygplan, vilket gör att befälhavaren för komplexet kan ge ett skalbart svar.
Enligt Thales Air Defense, kommer 40-mm RAPIDFire-komplexet till handling på 60 sekunder och har potential att skjuta i farten. Det senare är särskilt viktigt för system för motverkan mot taktiska och små UAV, eftersom det är med dem som soldater troligen kommer att mötas under stridsförhållanden.
Systemens potential att fånga upp ostyrda missiler, artilleriskal och gruvor (C-RAM)
En annan självgående pistol mot luftfartyg är Oerlikon Skyranger från Rheinmetall Air Defense. Hon visades på en Piranha -bil från General Dynamics European Land Systems - MOWAG.
Den använder samma 35/1000 kanon som Skyshields stationära komplex, utformad för att avlyssna ostyrda raketer, artilleri och gruvor. I detta komplex är pistolen installerad i ett fjärrstyrt torn.
Mycket viktigt för att motverka UAV, Skyshield och i stort Skyranger, det kan avfyra 35 mm luftvärnsammunition med en AHEAD (Advanced Hit Efficiency and Destruction) smart säkring. Nyligen fick denna ammunition en ny beteckning KETZ (Programmable Fuze Ammunition / Kinetic Energy Time Fuze - ammunition med en programmerbar säkring / effektfördröjningssäkring), men den förblir i huvudsak samma system som den beprövade AHEAD som utvecklats av RWM Schweiz.
De tyska väpnade styrkorna fick sitt första Oerlikon Skyshield (lokal beteckning Mantis) från Rheinmetall Air Defense i juni 2012 och det andra komplexet anlände i slutet av samma år.
Den ursprungliga 35 mm PMD062 AHEAD-ammunitionen var optimerad för traditionella luftförsvarsuppdrag och såldes till ett antal länder för användning med den moderniserade bogserade dubbla 35 mm GDF-luftvärnsinstallationen. PMD062 -projektilen innehåller 152 cylindriska volframundermunitioner som vardera väger 3,3 gram. För att få optimal effekt på målet släpps de direkt framför målet med en liten utvisande laddning som väger 0,9 gram.
Kanonen kan också skjuta PMD330 -projektilen, optimerad för att skjuta mot markmål, mot avmonterad personal och slutna försvar. Den avger 407 små cylindriska volframsubmunition som väger 1, 24 gram.
Den senaste versionen av projektilen har ännu fler mindre slagelement; dess effekt är jämförbar med skottets nederlag, vilket är optimalt för kampen mot UAV. PMD375 avger 860 cylindriska volframelement som vardera väger 0,64 gram. Resultatet är ett tätt moln av cylindriskt skräp som sannolikt kommer att träffa ett litet mål.
Alla dessa 35 mm ammunition är kompatibla med "Regler för okänslig ammunition" och har en noshastighet på 1050 m / s och en självförstöringstid på cirka 8,2 sekunder.
Säkringen för varje laddning är programmerad när man lämnar nospartiet. För närvarande väljs detonationspunkten från data från söknings- och spårningsdopplerradarna i X-bandet på multisensorspårningsenheten som en del av vapenkontrollsystemet.
Typiska skurar för normala snabba mål är cirka 24 skott, men antalet skott kan variera beroende på måltyp. Långsamt flygande UAV utför inga skarpa luftvärnsmanövrer, och i det här fallet kommer sannolikt mycket mindre ammunition att krävas.
Skyshield C-RAM-komplexet kan också installeras på ett 6x6-chassi för att få rörlighet i kampen mot ostyrda missiler, artilleriskal, gruvor och flygplan.
Den kinesiska industrin har nyligen börjat marknadsföra ett liknande 35 mm -system baserat på samma grundläggande Oerlikon -design.
Det dubbla 35 mm CS / SA1 självgående luftvärnskanonen från North Industries Corporation (NORINCO) installerades på ett 6x6 högmobil lastbilschassi (det tidigare komplexet installerades på en släpvagn) och integrerades med AF902A-styrsystemet. Kanonerna kan avfyra 35 mm programmerbara förfragmenterade rundor med en fjärrsäkring av PTFP (Programmable Time Fuze Pre-Fragmented).
Enligt NORINCO är den dubbla 35 mm CS / SA1 ZSU optimerad för förstörelse av UAV: er och ballistiska missiler med PTFP -ammunition, vilket är mycket likt 35 mm AHEAD -ammunitionen från Rheinmetall Air Defense RWS Schweiz. Presentationsmaterialet som visas i Kina till stöd för detta system är identiskt med material som släpptes av Rheinmetall Air Defense för flera år sedan.
35 mm SPAAG CS / SA1 från North Industries Corporation (NORINCO)
Kina licensierade den föråldrade Oerlikon GDF-serien med dubbla 35 mm bogserade luftvärnskanoner för många år sedan, tillsammans med den första generationen ammunition. Dessa vapen marknadsförs av NORINCO och Poly Technologies under beteckningen typ PG99, men enligt pålitliga källor har Kina aldrig fått någon teknik för modernare GDF -vapen eller AHEAD -ammunition.
Varje PTFP-projektil skapar ett moln med över 100 spinnstabiliserade volframprojektiler för ökat slagområde. Skalen är programmerade och passerar med en hastighet av 1050 m / s genom lindningen på nypan på varje fat, deras självförstöringstid är 5, 5 - 8 sekunder.
En uppgraderingssats finns tillgänglig från Poly Technologies som gör att en kinesisk version av den schweiziska GDF 35 mm koaxial luftvärnpistolen kan avfyra förbättrad PTFP-ammunition. Förmodligen såldes pistolen till minst en kund från Asien, men denna information är inte bekräftad.
AF902A MSA är en modifiering av AF902 -systemet som är installerat på släpvagnen och som kan styra elden från missilsystem och bogserade kanoner. Den nya varianten har ett luftkonditionerat kontrollfack bakom den fyra-dörrars slutna cockpit och en takmonterad 3D-sökradar. Spårningsradar och optoelektronisk station ger arbete i passivt läge eller störningsläge. Brandkontrollsystemet har en egen hjälpenhet och kan fungera kontinuerligt i 12 timmar.
Två luftfartygs 35 mm installation NORINCO CA / SA1 i stuvad position med fasta kanoner
Enligt NORINCO har övervakningsradaren ett maximalt detekterings- och identifieringsområde för flygplan upp till 35 km och små ballistiska missiler upp till 15 km. Den maximala detektionshöjden är för närvarande 6000 m (19.700 fot). En AF902A OMS kan vanligtvis styra från två till fyra dubbla luftfartygs 35 mm CS / SA1-installationer, som kan kompletteras med missilsystem.
Vid vanlig drift har dubbla kanoner en cyklisk eldhastighet på 550 rundor / min per kanon med totalt 378 rundor ammunition redo för varje fordon. De kan avfyra projektiler av PTFP-typ, högexplosiva brännbara (HEI) projektiler, högexplosiva brännare med spårämne (HEI-T) och halvpansargenomträngande högexplosiva brandspårare (SAPHEIT). De har samma ballistiska egenskaper: en noshastighet på 1175 m / s och en maximal effektiv räckvidd på 4000 m till en höjd av 9800 fot.
Detta system kan hantera vissa typer av UAV, men det kan inte skjuta i farten och har därför inte den rörlighet som är nödvändig för manövrerbara enheter.
Liknande kritik kan hänföras till LD2000 närstridskomplex, som NORINCO positionerar som ett sätt att skydda värdefulla föremål, såsom kommandocentraler, missilskjutare och strategiska anläggningar.
Stridsfordon i närstridssystemet LD2000 CIWS
Typiska deklarerade mål inkluderar UAV, ballistiska missiler, flygplan, helikoptrar och precisionsstyrd ammunition med hastigheter på högst 2 Mach-nummer, belägna inom en radie av 3,5 km, men med en liten EPO på 0,1 m2.
Två viktiga element i LD2000 närstridssystem är stridsfordonet (CV) på chassit på 8 × 8 -lastbilen och spanings- och kontrollfordonet (ICV) baserat på 6 × 6 -lastbilen, och stödfordon är också en del av komplexet.
Stridsfordonet har en förbättrad version av den sjutunnade 30 mm marina Gatling-pistolen typ 730В med en cyklisk eldhastighet på upp till 4200 omgångar per minut och en ammunitionslast på 1000 färdiga rundor.
Pistolen är riktad mot målet med hjälp av en J-band spårningsradar och ett TV / IR optiskt elektroniskt spårningssystem; 30 mm kanonen sägs ha en effektiv räckvidd på 2,5 km. Ett kontrollfordon kan styra upp till sex luftvärnsanläggningar och även tillhandahålla en kommunikationskanal med det allmänna luftförsvarssystemet.
Även om LD2000 -systemet kan förstöra stora UAV, kan det förmodligen inte framgångsrikt träffa många av de mindre UAV: erna och är inte lämpligt för luftförsvar av stridsenheter.
I linje med trenden att omorientera närstridssystem gjorde Raytheon Phalanx skeppskomplex det förväntade steget i land efter Centurion C-RAM-systemet 2005. Raytheon installerade en 20 mm Gatling -kanon och sensorkit på en låglastarvagn för att täcka konvojer.
Detta system har en imponerande eldhastighet på 3000 rundor / min, vilket förmodligen kommer att tillåta mycket effektiv strid mot UAV, men än så länge har ingen armé köpt detta system.
Lasrar i kampen mot UAV
Om missil- eller kanonluftförsvar kan vara olämpligt, för dyrt eller ineffektivt mot UAV, kan riktade energivapen ge ett annat alternativ i detta fall.
Andra fördelar med lasersystem inkluderar följande: i teorin kräver de en kort leveranskedja, eftersom de inte behöver laddas och de kan hålla så länge energi levereras. Användningen av en laser mot obemannade UAV tar också bort de etiska och juridiska frågorna om att använda laserblindande vapen.
Flera system börjar för närvarande visa sin potential.
Inledande försök 2009 med Laser Avenger -systemet installerat på Boeing testade blandad användning av stridslasrar för att hjälpa konventionella vapensystem att förstöra UAV utöver traditionella stridsförmågor. Under testerna användes en icke-destruktiv infraröd solid-state laser Laser Avenger för att värma en liten UAV med en mycket låg termisk signatur till den punkt där den kunde fångas för spårning och förstöras av FIM-92 Stinger-missilen.
När det gäller de mer aktiva kinetiska systemen, här har det schweiziska företaget Rheinmetall Air Defense och det tyska Rheinmetall Defense samarbetat för att utveckla ett högeffektslasersystem HPLW (högeffektslaservapen), avsett att inledningsvis avlyssna ostyrda missiler, artilleri och gruvor, men i framtiden också att kämpa med UAV.
HPLW -systemet, i en typisk konfiguration, kommer att vara inrymt i en behållare i ett Rheinmetall Air Defense -fjärrkontrollstorn, liknande det som ingår i Skyshield 35mm AHEAD -komplexet, men utrustat med laserstråledare.
Under 2010 genomfördes tester på markmål framgångsrikt. En kilowatt HPLW -laser förstörde en mortelrunda. Och sedan 2011 ägde demo-avfyrning av ett 5 kW-system anslutet till Skyguard-datorn LMS, som vanligtvis används för att styra parade 35 mm luftvärnskanoner, i Schweiz. Även med en sådan relativt låg effekt förstörde detta system framgångsrikt UAV. Ett 20 kW -system med längre räckvidd skulle kunna testas 2016 med möjlig distribution 2018.
Men om HPLW -systemet i sin nuvarande konfiguration kan neutralisera UAV, är det ändå för besvärligt för användning i mobilformationer.
Raytheon har också testat lasrar i beprövade installationer och lagt till lasrar till Phalanx CIWS -komplexet. Liksom Rheinmetall-systemet var komplexets första uppgift att förstöra mortelrundor, men i mitten av 2010 meddelade Raytheon att under tester utanför Kaliforniens kust, organiserat av Research Center of Surface Weapon Systems i den amerikanska flottan, en liten UAV brann framgångsrikt.
En sekvens av ramar av en brinnande UAV skjuten ner av ett Phalanx -lasersystem
Video av lasertester utanför Kaliforniens kust
Marinen planerade initialt att använda lasrar för att blinda sensorstationerna ombord på UAV med relativt lågeffektlasrar, men det är klart att den fysiska förstörelsen av enheten nu är mer intressant.
Även om Phalanx -komplexet för närvarande är ganska stort, bör laserversionen vara lättare och mindre så att den kan installeras på en mycket mobil plattform.
Men de viktigaste hindren för användning av lasrar - avgränsning och kontroll av överbelastat luftrum och undvikande av deras förluster på långa avstånd - är ett skrämmande problem, särskilt på det moderna slagfältet.
