1. Inleiding
In het derde artikel van de serie werd het standpunt onderbouwd dat ons vliegdekschip, admiraal Kuznetsov, al zo verouderd is dat het beter is om een nieuw schip te bouwen in plaats van het te repareren. Bij het leggen van twee UDC pr.23900 Ivan Rogov werd aangekondigd dat de kosten van de bestelling voor elk van hen 50 miljard roebel zouden zijn, wat minder is dan de reparatiekosten van Kuznetsov. Stel verder dat als u een vliegtuigdragende cruiser (AK) bestelt op basis van de UDC-romp, de AK-romp niet meer kost dan de UDC-romp.
In de afgelopen 15 jaar presenteren we periodiek projecten van het Storm-vliegdekschip, dat qua massa en afmetingen dicht bij de Amerikaanse Nimitz ligt. De kostenraming van $ 10 miljard van de Storm doet het hele idee teniet. Naast de Storm moet er inderdaad een AUG- en Yak-44-vliegtuig voor vroegtijdige waarschuwing (AWACS) en een trainingscomplex voor luchtvleugelpiloten worden gebouwd. Het budget van onze ondergefinancierde vloot zal dergelijke kosten uiteraard niet kunnen dekken.
2. Basisparameters van het AK-concept
De auteur is geen expert in scheepsbouw of vliegtuigbouw. De technische kenmerken in het artikel zijn bij benadering en verkregen door vergelijking met bekende monsters. Als specialisten ze willen corrigeren, zal dit de kwaliteit van het voorstel aanzienlijk verhogen, en het ministerie van Defensie kan er niet omheen.
2.1 De belangrijkste taken van de AK
• luchtsteun voor grondoperaties, waaronder amfibische aanvallen op afgelegen theaters. Diepte van operaties tot 500-600 km van de AK;
• het uitvoeren van luchtaanvallen op de KUG van de vijand;
• verkenning van de situatie op zee binnen een straal van maximaal 1000 km;
• zoeken naar onderzeeërs met behulp van onbemande luchtvaartuigen (UAV's) met een magnetometer op afstanden tot 100 km voor de AK.
De beperkingen van de reikwijdte van de taken zijn dat de AK niet op AUG-s mag aanvallen, en dat de UAV's van de luchtvleugel de vliegvelden waarop de jachtbommenwerpers (IB) zijn gebaseerd, niet mogen naderen bij het aanvallen van het vijandelijk gebied, op een afstand van minder dan 300 km. In het geval dat een groep UAV's een onverwachte aanval van de IS van de vijand ondergaat, dienen de UAV's er alleen langeafstandsgevechten mee te voeren en tegelijkertijd op weg te gaan naar het AK.
2.2 Gewicht en afmetingen
Om de kosten van de AK zoveel mogelijk te verlagen, zullen we de volledige verplaatsing ervan beperken - 25 duizend ton, wat overeenkomt met de grootte van de UDC - 220 * 33 m. evalueer wat voordeliger is: behoud deze maat of vervang deze door een handiger voor AK - 240 * 28 m. De springplank op de boeg moet aanwezig zijn. Stel dat ze kiezen voor 240 * 28 m.
2.3 Het type luchtverdedigingssysteem selecteren
Een typische versie, waarbij alleen korteafstandsluchtverdedigingssystemen (MD) op een vliegdekschip zijn geïnstalleerd, heeft voor Rusland weinig zin. We hebben geen eigen URO-vernietigers, admiraal Gorshkov-fregatten zijn ook niet overvol en ze lossen het raketverdedigingsprobleem niet op. Daarom zul je een volwaardig langeafstandsluchtverdedigingssysteem op de AK moeten installeren. Het voorstel voor het uiterlijk van het radarcomplex (RLC) van een dergelijk luchtverdedigingssysteem is gegeven in het vorige artikel, waar wordt aangetoond dat de raketverdedigingsradar 4 actieve phased antenne-arrays (AFAR) moet hebben met een oppervlakte van 70-100 vierkante meter. Daarnaast dienen antennes van een multifunctionele (MF) radar, een elektronisch tegenmaatregelencomplex (KREP) en statusherkenning op de bovenbouw te worden geplaatst. Dergelijke gebieden zullen op de aan de zijkant gelegen bovenbouw niet te vinden zijn, zoals op de UDC.
2.4 Ontwerp van de bovenbouw
Voorgesteld wordt een optie te overwegen met plaatsing van de bovenbouw over de gehele breedte van het dek en deze zo dicht mogelijk bij de boeg van het schip te plaatsen. Het onderste deel van de bovenbouw, 7 m hoog, is leeg. Bovendien worden de voor- en achterkant van het lege compartiment afgesloten door de poortvleugels. Tijdens het opstijgen en landen gaan de deuren open en worden langs de zijkanten van het schip geïnstalleerd met een lichte uitzetting van ongeveer 5°.
Deze expansie vormt de ingangsflare in het geval dat als de UAV tijdens de landing sterk wordt verplaatst ten opzichte van het midden van de baan naar de zijkant, de flare zal voorkomen dat de vleugel rechtstreeks de bovenbouwwand raakt. Ook worden bij een ongeval sproeiers van het brandblussysteem in het plafond van het lege deel van de bovenbouw aangebracht. Als gevolg hiervan wordt de breedte van de baan alleen beperkt door de breedte van het onderste deel van de bovenbouw en is gelijk aan 26 m, wat het mogelijk maakt om UAV's te planten met een spanwijdte tot 18-19 m en een kielhoogte tot 4 m., die constant paraat is en eventueel met warme motoren.
De hoogte van de bovenbouw boven het dek moet minimaal 16 m zijn. De opstelling van de antennes aan de zijranden van de bovenbouw is weergegeven in Fig. 1 in het vorige artikel. Aan de voor- en achterkant van de bovenbouw kan de AFAR-raketafweerradar niet op dezelfde manier worden geplaatst als aan de zijkant, aangezien deze AFAR's zich boven de poorten bevinden en de totale hoogte van de bovenbouw om ze te huisvesten niet voldoende is. Deze AFAR moeten we 90° draaien, dat wil zeggen, de lange zijde van de AFAR horizontaal plaatsen, en de korte zijde verticaal.
Tijdens de bedreigde periode moeten nog 3 paar IS-UAV's met 4 middellangeafstandsraketten (SD) R-77-1 of 12 korteafstandsraketten (MD) beschreven in sectie 5 aan de achtersteven van het dek worden geplaatst. beschikbare baanlengte zal afnemen tot 200 m.
3. Het concept van gebruikte UAV's
Aangezien wordt aangenomen dat luchtgevechten eerder een uitzondering zullen zijn, moeten de IS-UAV's subsonisch zijn. Het is ook gunstig voor een klein vliegdekschip om kleine UAV's te hebben. Ze zijn dan makkelijker te vervoeren in de hangar, hebben een kortere landingsbaan nodig en de benodigde dekdikte wordt verminderd. Laten we het maximale startgewicht van een IS UAV beperken tot 4 ton, dan kan de vleugel tot 40 UAV's bevatten. Stel dat de maximale gevechtsbelasting van zo'n UAV 800-900 kg zal zijn, en door het lage chassis kan één raket met zo'n massa niet onder de romp worden opgehangen. Daarom moet de maximale belasting bestaan uit twee raketten van 450 kg. Verder is het niet mogelijk om het startgewicht van de UAV te vergroten, anders moet de AK worden vergroot en wordt deze een gewoon vliegdekschip.
Lucht-grondraketten (VP) met een gewicht van minder dan 450 kg hebben in de regel een laag lanceerbereik en kunnen niet worden gebruikt vanaf bereiken die het schietbereik van zelfs SD SAM-systemen overschrijden. Van de VV-raketten zal alleen de SD SD R-77-1-raket met een lanceerbereik van 110 km kunnen worden gebruikt. Gezien het feit dat de Amerikaanse AMRAAM-raketwerper een lanceerbereik van 150 km heeft, zal het problematisch zijn om een luchtgevecht op lange afstand te winnen. UR BD R-37 is ook niet geschikt vanwege het gewicht van 600 kg. Bijgevolg zal de ontwikkeling van alternatieve wapens nodig zijn, bijvoorbeeld glijbommen (PB) en glijraketten (GL), besproken in paragraaf 5.
De kleine massa van een IS UAV zal niet toestaan dat de volledige uitrusting zich op een bemand IS bevindt. We zullen ofwel gecombineerde opties moeten ontwikkelen, bijvoorbeeld radar en elektronische tegenmaatregelen (KREP), of UAV's in paren moeten combineren: op de ene radar en op de andere een verscheidenheid aan optica en elektronische intelligentie.
Als een UAV de taak krijgt om luchtgevechten uit te voeren, moet de UAV een overbelasting hebben die duidelijk groter is dan de capaciteiten van een bemande IS, bijvoorbeeld 15 g. Een geluidsongevoelige communicatielijn met alle aspecten met de operator is ook vereist. Als gevolg hiervan zal de gevechtsbelasting nog meer dalen. Het is gemakkelijker om jezelf te beperken tot gevechten op afstand en 5 g overbelasting.
In regionale conflicten is het vaak nodig om onbeduidende doelen aan te vallen, waarvan de kosten zo laag zijn dat het gebruik van hoge-precisieraketten ongerechtvaardigd - en te duur blijkt, en de massa van de raket te groot is. Het gebruik van glijdende munitie maakt het mogelijk om zowel gewicht als prijs te verminderen, en het lanceerbereik neemt toe. Hieruit volgt dat de vlieghoogte zo hoog mogelijk moet zijn.
Informatie-ondersteuning van de AK wordt geleverd door het tweede type UAV - vroege radardetectie (AWACS). Het moet een lange diensttijd hebben - 6-8 uur, waarvoor we aannemen dat de massa moet worden verhoogd tot 5 ton. Ondanks zijn kleine massa zou de AWACS UAV ongeveer dezelfde kenmerken moeten bieden als de Hawkeye AWACS, die heeft een massa van 23 ton.
Het volgende artikel zal gewijd zijn aan het onderwerp UAV AWACS. Hier merken we alleen op dat het verschil tussen de voorgestelde AWACS en de bestaande is dat de radarantennes de meeste UAV-zijden bezetten, waarvoor een speciaal type UAV met een bovenste V-vormige vleugel die de laterale AFAR niet verduistert, wordt gebruikt. ontwikkelde.
4. Het uiterlijk van de UAV IB
De Amerikaanse UAV Global Hawk gebruikt een motor van een passagiersvliegtuig, waarvan het koude deel is aangepast om in een ijle atmosfeer te werken. Hierdoor werd een vlieghoogte van 20 km behaald met een massa van 14 ton, een spanwijdte van 35 m en een snelheid van 630 km/u.
Voor een IB UAV mag de spanwijdte niet meer zijn dan 12-14 m. De lengte van de romp is ongeveer 8 m. Daarna zal de vlieghoogte, afhankelijk van de gevechtsbelasting en de beschikbaarheid van brandstof, moeten worden teruggebracht tot 16- 18 km, en de kruissnelheid moet worden verhoogd tot 850-900 km / h …
De stuwkracht-gewichtsverhouding van de UAV moet voldoende zijn om een stijgsnelheid van minimaal 60 m/s te behalen. De vluchtduur is minimaal 2,5-3 uur.
4.1 Kenmerken van IS-radar
Voor luchtgevechten op lange afstand heeft de radar twee AFAR's - een neus en een staart. De exacte afmetingen van de romp moeten in de toekomst worden bepaald, maar nu gaan we ervan uit dat de diameters van de AFAR-radar gelijk zijn aan 70 cm.
De hoofdtaak van de radar is het detecteren van verschillende doelen, waarvoor de belangrijkste AFAR van het bereik van 5,5 cm wordt gebruikt. Bovendien is het nodig om de vijandelijke luchtverdedigingsradar te onderdrukken. Het is erg moeilijk om een KREP met voldoende vermogen op een kleine UAV te plaatsen, daarom zullen we in plaats van KREP dezelfde radar gebruiken. Om dit te doen, is het noodzakelijk om een breder AFAR-golflengtebereik te bieden dan dat van de onderdrukte radar. In de meeste gevallen lukt dit. De radar van het Patriot-luchtverdedigingssysteem werkt bijvoorbeeld in het bereik van 5, 2-5, 8 cm, dat overlapt met de belangrijkste AFAR. Om de vijandelijke IS-radar en Aegis-geleidingsradar te onderdrukken, moet u een AFAR-bereik van 3-3, 75 cm hebben. Daarom is het, voordat u op een specifieke missie vliegt, noodzakelijk om de AFAR-radars uit te rusten met de vereiste afstanden. U kunt zelfs de neus AFAR-bereik van 5,5 cm en de staart - 3 cm installeren. De rest van de radareenheden blijft universeel. Het energiepotentieel van de radar is minstens een orde van grootte groter dan het potentieel van een KREP. Bijgevolg kan IS dat als stoorzender wordt gebruikt een groep dekken die vanuit veilige gebieden opereert. Om de Aegis MF-radar te onderdrukken, is een AFAR van het bereik van 9-10 cm vereist.
4.2 Ontwerp en kenmerken van radar
AFAR-radar bevat 416 transceivermodules (TPM), die zijn gecombineerd tot clusters (vierkante matrices 4 * 4 PPM. Matrixgrootte 11 * 11 cm.). In totaal bevat AFAR 26 clusters. Elke PPM bestaat uit een zender van 25 W en een pre-ontvanger. De signalen van de uitgangen van alle 16 ontvangers worden bij elkaar opgeteld en uiteindelijk versterkt in het ontvangstkanaal, waarvan de uitgang is aangesloten op een analoog-naar-digitaal omzetter. De ADC samplet onmiddellijk het 200 MHz-signaal. Nadat het signaal in digitale vorm is omgezet, gaat het de signaalprocessor binnen, waar het uit interferentie wordt gefilterd en een beslissing neemt over doeldetectie of de afwezigheid ervan.
De massa van elke APAR is 24 kg. AFAR vereist vloeistofkoeling. De koelkast weegt nog eens 7 kg enz. Het totale gewicht van een luchtradar met twee AFAR wordt geschat op 100 kg. Stroomverbruik - 5 kW.
Het kleine gebied van de AFAR maakt het niet mogelijk om de kenmerken van een luchtradar te verkrijgen die gelijk zijn aan die van een typische informatiebeveiligingsradar. Het detectiebereik van een IS met een effectief reflecterend oppervlak (EOC) is bijvoorbeeld 3 vierkante meter. in een typisch zoekgebied is 60 ° * 10 ° gelijk aan 120 km. De hoekvolgfout is 0,25°.
Met dergelijke indicatoren is het moeilijk om te rekenen op het winnen van luchtgevechten op lange afstand.
4.3 Manier om het bereik van radar te vergroten
Als uitweg kunt u het gebruik van groepsacties voorstellen. Hiervoor moeten UAV's een snelle communicatielijn tussen hen hebben. Heel eenvoudig, zo'n lijn kan worden geïmplementeerd als een cluster van radars op de zijvlakken van de UAV wordt geplaatst. Dan kan de transmissiesnelheid 300 Mbit/s bereiken op een afstand tot 20 km.
Beschouw een voorbeeld wanneer 4 IS UAV's op een missie vlogen. Als alle 4 de radars synchroon de ruimte scannen, zal het vermogen dat het signaaldoel bestraalt met 4 keer toenemen. Als alle radars pulsen strikt op dezelfde frequentie uitzenden, dan kunnen we aannemen dat één radar met viervoudige kracht werkte. Het signaal dat door elke radar wordt ontvangen, wordt ook verviervoudigd. Als alle ontvangen signalen aan boord van de leidende UAV van de groep worden verzonden en daar worden opgeteld, neemt het vermogen 4 keer meer toe. Bijgevolg zal bij een ideale werking van de apparatuur het signaalvermogen dat door de vier radarradars wordt ontvangen 16 keer groter zijn dan dat van een enkele radar. In echte apparatuur zullen er altijd optelverliezen zijn, afhankelijk van de kwaliteit van de apparatuur. Specifieke gegevens kunnen niet worden aangehaald, aangezien er niets bekend is over dergelijke werken, maar een schatting van de verliesfactor met de helft is redelijk aannemelijk. Dan zal de vermogenstoename 8 keer plaatsvinden en het detectiebereik met 1, 65 keer toenemen. Hierdoor zal het IS-detectiebereik toenemen tot 200 km, wat het lanceerbereik van de AMRAAM-raketwerper overschrijdt en luchtgevechten mogelijk zal maken.
5. Geleide glijdende munitie
Denk alleen aan glijdende bommen en raketten (PB en PR).
PBU-39 was oorspronkelijk bedoeld voor het raken van stationaire doelen en werd geleid door GPS-signalen of traagheid. De kosten van de PB waren matig - $ 40 duizend.
Blijkbaar bleek later dat de PB-kast met een diameter van 20 cm de GPS-ontvanger niet kan afschermen tegen interferentie die wordt uitgezonden door CREP's op de grond. Daarna begon de begeleiding te verbeteren. De laatste wijziging heeft al een actieve zoeker. De richtfout daalde tot 1 m, maar de PB-prijs steeg tot $ 200 duizend, wat niet erg geschikt is voor regionale oorlogen.
5.1 Voorstel voor het uiterlijk van de PB
U kunt voorstellen om GLONASS-begeleiding te verlaten en over te schakelen naar PB-opdrachtbegeleiding. Dit is mogelijk als het doel door de radar kan worden gedetecteerd tegen de achtergrond van reflecties van omringende objecten, dat wil zeggen, het is radiocontrast. Om op de PB te richten, moet het volgende zijn geïnstalleerd:
• traagheidsnavigatiesysteem, waarmee de beweging van de PB in rechte lijn gedurende ten minste 10 s kan worden gehandhaafd;
• lage hoogtemeter (minder dan 300 m);
• een radio-antwoordapparaat, dat het ondervragingssignaal van de boordradar terugzendt.
Laten we aannemen dat de radar een gronddoel kan detecteren in een van de drie modi:
• het doel is zo groot dat het kan worden gedetecteerd tegen de achtergrond van reflecties van het oppervlak in de fysieke bundelmodus, dat wil zeggen wanneer het IS er direct op vliegt;
• het doel is klein en kan alleen worden gedetecteerd in de modus voor gesynthetiseerde straal, dat wil zeggen wanneer het doel enkele seconden vanaf de zijkant wordt bekeken;
• het doelwit is klein, maar beweegt met een snelheid van meer dan 10-15 km/u en kan op basis hiervan worden onderscheiden.
De nauwkeurigheid van de begeleiding hangt af van het feit of een of een paar IS begeleiding uitvoert. Een enkele radar kan het bereik tot de PB nauwkeurig meten met een fout van 1-2 m, maar de azimut wordt gemeten met een grote fout - met een enkele meting van 0,25°. Als u de PB 1-3 s observeert, kan de laterale fout worden teruggebracht tot 0, 0005-0, 001 van de bereikwaarde tot de PB. Dan, op een afstand van ongeveer 100 km, is de laterale fout gelijk aan 50-100 m, wat alleen geschikt is om op gebiedsdoelen te schieten.
Laten we aannemen dat er een paar informatiebeveiligingseenheden is op een afstand van 10-20 km van elkaar. De onderlinge coördinaten van de IS zijn met behulp van GLONASS vrij nauwkeurig bekend. Door vervolgens de afstanden van de PB tot beide IS te meten en een driehoek te bouwen, kunt u de fout verkleinen tot 10 m.
In gevallen waar een hogere geleidingsnauwkeurigheid vereist is, zal het nodig zijn om een zoeker te gebruiken, bijvoorbeeld een televisietoestel, die een doel kan detecteren op een afstand van meer dan 1 km. Het is mogelijk om de optie te overwegen om een tv-beeld door te geven aan de operator op het schip.
5.2 Gebruik van glijdende raketten
De gekozen tactiek van het voeren van luchtgevechten stelt vast dat in het geval van detectie van een IS-aanval van een vijand, het noodzakelijk is om op lange afstanden op hem te schieten en, onmiddellijk om te draaien, in de richting van de AK te vertrekken. De BD R-37 raketten zijn volledig ongeschikt vanwege het gewicht van 600 kg, en de UR SD R-77-1 gedeeltelijk geschikt. Hun massa is ook niet klein - 190 kg, en het lanceerbereik is te klein - 110 km. Daarom zullen we de mogelijkheid overwegen om PR te gebruiken.
Stel dat de UAV zich op een hoogte van 17 km bevindt. Laat hem aangevallen worden door een IS die met een supersonische kruissnelheid van 500 m/s (1800 km/u) op een hoogte van 15 km vliegt. Laten we aannemen dat de IS de UAV aanvalt onder een hoek van 60 °. Dan zal de UAV 120° moeten draaien om IS te ontwijken. Bij een vliegsnelheid van 250 m/s en een overbelasting van 4 g duurt een bocht 12 seconden. Laten we voor de zekerheid de PR-massa van 60 kg instellen, waardoor de UAV een munitielading van 12 PR kan hebben.
Overweeg de tactieken van oorlogvoering. Laat de IS de UAV aanvallen in de meest ongunstige variant voor de UAV - bij het externe controlecentrum. Dan schakelt de IS voor de lancering van de UR de radar niet in en kan deze alleen worden gedetecteerd door de eigen radar van de UAV. Zelfs als we groepsscanning gebruiken door vier boordradars van de groep, is het detectiebereik alleen voldoende voor conventionele informatiebeveiliging - 200 km. Voor de F-35 daalt het bereik tot 90 km. Hierbij kan hulp worden geboden door een AK-raketafweerradar die een F-35 kan detecteren die op een hoogte van 15 km op een afstand van 500 km vliegt.
De beslissing over de noodzaak om de UAV terug te trekken wordt genomen wanneer de afstand tot de IS wordt teruggebracht tot 120-150 km. Aangezien de strijd zich afspeelt op een hoogte van meer dan 15 km, is er bijna geen bewolking. Dan kan de UAV, met behulp van tv- of IR-camera's, opnemen dat de IS de UR heeft gelanceerd. Als de IS zich in de zichtbaarheidszone van de raketverdedigingsradar bevindt, kan ook de lancering van het raketverdedigingssysteem door deze radar worden gedetecteerd.
Als de IS de UAV blijft naderen zonder de UR te lanceren, stelt de UAV het eerste paar PR opnieuw in. Op het moment dat hij naar de PR zakt, gaat de draagvleugel open en begint deze in een bepaalde richting te glijden. Op dit moment blijft de UAV draaien en wanneer de PR zich in de actiezone van de staart AFAR bevindt, legt hij de PR vast om te volgen. Een PAAR PR's gaat door met plannen en verspreidt zich tot 10 km om de IB in teken op te nemen. Wanneer de afstand van de PR tot de IS wordt teruggebracht tot 30-40 km, geeft de operator een commando om de PR-motoren te starten, die zullen versnellen tot 3-3,5 M. aangezien de energie van de PR voldoende is om het verlies te compenseren van hoogte. Er moet een transponder op de PR worden geïnstalleerd, die helpt om de PR met hoge nauwkeurigheid te sturen. Radarzoeker op PR is niet vereist - het is voldoende om een eenvoudige IR- of tv-zoeker te hebben.
Als de IS tijdens de achtervolging erin slaagde de UAV op een afstand van ongeveer 50 km te naderen, kan hij de raketwerper lanceren. In dit geval worden PR gebruikt in de raketverdedigingsmodus. De PR wordt op de gebruikelijke manier afgevoerd, maar na het openen van de vleugel maakt de PR een bocht richting de UR en start dan de motor. Aangezien de onderschepping plaatsvindt op een ramkoers, is een breed gezichtsveld van de optische zoeker niet vereist.
OPMERKING: om de tactieken van het gebruik van AK te bespreken, is het noodzakelijk om eerst de methoden te overwegen om het controlecentrum te verkrijgen. Maar de problemen van het bouwen van de hoofdinformant - een AWACS UAV, die actief is in de zeetheaters, zal in het volgende artikel worden besproken.
6. Conclusies
• de voorgestelde AK zal meerdere malen goedkoper zijn dan het vliegdekschip Storm;
• qua kostenefficiëntiecriterium zal AK Kuznetsov aanzienlijk overtreffen;
• een krachtig luchtverdedigingssysteem zal zorgen voor raketverdediging en luchtverdediging AUG, en UAV's zullen zorgen voor constante detectie van vijandelijke onderzeeërs;
• glijdende munitie is veel goedkoper dan typische raketwerpers en zorgt voor langdurige luchtdekking in regionale conflicten;
• AK is optimaal voor het ondersteunen van amfibische operaties;
• gebaseerd op AK UAV AWACS kan worden gebruikt voor controlecentrum door andere KUG-am;
• ontwikkeld door AK, UAV, PB en PR kunnen succesvol geëxporteerd worden.
