De kromming van het aardoppervlak en de oneffenheden van het terrein beperken in hoge mate de mogelijkheden van luchtverdedigingssystemen op de grond en op zee om laagvliegende luchtaanvalwapens (LAS) te detecteren en te verslaan. Hoe zorg je er effectief voor dat een luchtverdedigingssysteem op laagvliegende doelen kan worden afgevuurd?
Klim hoger
Een van de mogelijkheden is om de radar op een hef- en mastinrichting (PMU) te plaatsen. Als we de radar op een hoogte van 15 meter plaatsen, dan is het zichtbereik van een vliegtuig dat zich op een hoogte van 50 meter boven het oppervlak beweegt 41 km. Een verhoging van de hoogte van de PMU tot 50 meter zal het theoretische zichtbereik met slechts 13 km vergroten (tot 54 km), terwijl de complexiteit en omvang van dergelijke apparatuur in veel grotere mate zal toenemen.
Het lijkt erop dat het heel normaal is voor een luchtverdedigingssysteem op korte afstand van het type Pantsir-SM? Maar in de praktijk zal de oneffenheid van het terrein, bossen, gebouwen en andere natuurlijke en kunstmatige obstakels deze waarde meerdere malen verminderen.
Wat is de minimale hoogte om de radar op te heffen om laagvliegende doelen te kunnen detecteren?
De hoogte tot welke het nodig is om de detectiemiddelen op te heffen ter compensatie van oneffen terrein kan per geval verschillen. In de meeste gevallen is het hoogteverschil op het vlakke grondgebied van Rusland binnen een bereik van 100-200 km niet meer dan 100-200 meter. In bergachtige gebieden kan het verschil aanzienlijk groter zijn en is het moeilijk om een specifieke waarde aan te geven.
Conventioneel kunt u voor een luchtverdedigingssysteem op korte afstand (tot 40-50 km) de hoogte nemen die nodig is om de oneffenheden van het terrein van 100 meter te compenseren, voor een luchtverdedigingssysteem op middellange afstand (tot 50- 150 km), is de hoogte die nodig is om de oneffenheden van het terrein te compenseren 200 meter.
Zo zal de minimale hoogte van de radar, voor het detecteren van laagvliegende doelen, voor luchtverdedigingssystemen op korte afstand ongeveer 200 meter zijn, voor luchtverdedigingssystemen voor middellange afstand ongeveer 700 meter. De hoogte van het radarstation om de operatie over de horizon van het langeafstands-luchtverdedigingsraketsysteem te garanderen, moet vergelijkbaar zijn met de vlieghoogte van het AWACS-vliegtuig, ongeveer 10.000 m, in dit geval is het terrein van veel minder belang
De aangegeven hoogtes maken het gebruik van PMU onmogelijk, maar er zijn verschillende andere manieren om "over de horizon te kijken".
Aerostat-radar
Een van deze methoden is het gebruik van ballonnen. Het JLENS-project wordt uitgevoerd in de VS. In het kader van dit project is het de bedoeling om radar- en optische verkenningsapparatuur in te zetten op ballonnen die op bepaalde punten van het land zijn bevestigd en ontworpen zijn om laagvliegende kruisraketten te detecteren. De hoogte van de ballonnen is 3 - 4,5 km, het laadvermogen is ongeveer drie ton. Het detectiebereik van luchtdoelen moet ongeveer 550 km zijn, gronddoelen ongeveer 225 km. Naast detectie moet de JLENS-ballon ook doelen boven de horizon aanwijzen voor grond-luchtraketten. Om de ballon op zijn plaats te houden en gegevens uit te wisselen, wordt voorgesteld om een kabel te gebruiken die stroomkabels en glasvezelkabels voor datatransmissie omvat in een koolstofmantel.
In het kader van de taak die we overwegen, heeft dit project verschillende nadelen: de ballon is niet erg handig voor constante beweging over de weg en moet, indien mogelijk, aan een bepaald punt worden vastgemaakt, wat de mogelijkheid uitsluit om van positie te veranderen met mobiel luchtverdedigingssystemen en is onaanvaardbaar. Bovendien kan de enorme omvang van de ballon (meer dan 70 meter lang) in theorie de werking ervan belemmeren bij sterke windstoten.
Aan de andere kant is het concept zelf veelbelovend. Radarstations die op ballonnen zijn geplaatst, kunnen stationaire objecten beschermen tegen inslagen door laagvliegende EHV's, voornamelijk zoals mijnen voor intercontinentale ballistische raketten (ICBM's), onderzeese bases, ballistische raketten, vliegvelden voor strategische bommenwerpers, kerncentrales en andere kritieke elementen van het land. strijdkrachten en infrastructuur. …
Dus ondanks het feit dat ballonnen niet het optimale middel zijn om luchtverdedigingssystemen de mogelijkheid te bieden doelen achter de horizon te raken, kunnen ze een belangrijke rol spelen bij het beschermen van bijzonder belangrijke stationaire objecten tegen een plotselinge aanval door laagvliegende vijandelijke luchtverdediging systemen. Hun belangrijkste voordeel is de mogelijkheid van quasi-continu verblijf in de lucht zonder significant verbruik van brandstof en elektriciteit
In Rusland worden dergelijke ballonnen ontwikkeld door RosAeroSystems. In het bijzonder kunt u denken aan de vastgebonden ballon "PUMA" met groot volume. De Puma-ballon is ontwikkeld als radardrager voor 24 uur per dag radarsurveillance vanaf een hoogte van maximaal 5 km gedurende 30 dagen zonder te landen.
De geschatte straal van detectie en tracking van luchtdoelen zal 300-350 km zijn. De ballon moet bestand zijn tegen orkaanwinden tot 46 m/s en directe blikseminslagen. De aerostaat wordt tijdens het stijgen, dalen en parkeren op werkhoogte vastgehouden door een kabelkabel; hij zorgt ook voor de stroomvoorziening van boordsystemen en ladingen met een vermogen tot 40 kW, evenals voor het verwijderen van bliksem en statische elektriciteit. Het laadvermogen van de PUMA-ballon is maximaal 2250 kg.
Blijkbaar werken de strijdkrachten van de Russische Federatie in deze richting:
In juli 2015 vertelde Vladimir Mikheev, adviseur van de eerste plaatsvervangend algemeen directeur van het concern "Radio-elektronische technologieën" (KRET), aan RIA Novosti over de start van het werk aan een luchtschipproject voor de behoeften van de antiraketverdediging van het land. Het kan een volwaardig onderdeel worden van het raketaanvalwaarschuwingssysteem (EWS), dat tegenwoordig uit twee echelons bestaat: een orbitale satellietconstellatie en op de grond gebaseerde radarstations.
Het is aan het Almaz-Antey concern, het is noodzakelijk dat ballonnen en luchtschepen niet alleen kunnen waarschuwen voor de dreiging van een luchtaanval, maar ook directe anti-aircraft geleide raketten (SAM's) uitgerust met een actieve radar homing head (ARGSN) op de geïdentificeerde doelen.
Quadrocopters en andere onbemande luchtvaartuigen (UAV's) verticaal opstijgen en landen
Laten we teruggaan naar het luchtverdedigingssysteem. Denk om te beginnen aan de luchtverdedigingssystemen voor de korte en middellange afstand, waarvoor het vereist is om de radar te verhogen tot een hoogte van respectievelijk 200 en 700 meter.
Begin 2018 onthulde Boeing een prototype van een elektrische onbemande vrachtdrone quadcopter. Deze UAV is ontworpen om de technologieën te testen en te debuggen die nodig zijn om de volgende generatie vracht- en passagiersvliegtuigen te bouwen. De lengte van de ervaren UAV is 4,57 meter, de breedte is 5,49 meter, de hoogte is 1,22 meter, het gewicht, inclusief het gewicht van de batterijen, is 339 kilogram. Laadvermogen - tot 226 kg. Het ontwerp omvat vier elektromotoren met acht rotoren.
Elektrische quadrocopters-UAV's kunnen een effectieve oplossing worden voor het detecteren van laagvliegende EHV voor land- en zeeluchtverdedigingssystemen
Op een draagvoertuig moet een elektrische quadrocopter-UAV worden geplaatst, ook moet daar een dieselgeneratorset (DGU) worden geplaatst om de UAV van elektriciteit te voorzien. Helaas zijn op dit moment het vermogen van de elektromotoren van de ervaren quadcopter, de oplaadtijd van de accu en de vliegtijd onbekend.
Er kunnen twee opties worden overwogen:
- in de eerste versie zijn er geen batterijen nodig om een lange vlucht te onderhouden, stroom wordt geleverd door het voertuig van de vervoerder, er is slechts een kleine back-upbatterij voor de noodlanding van de UAV, vermoedelijk kan deze optie als optimaal worden beschouwd;
- de tweede optie kan worden gebruikt als de massa van de kabel die nodig is om de quadcopter van stroom te voorzien te groot blijkt te zijn, in dit geval moet de quadcopter worden uitgerust met oplaadbare batterijen of supercondensatoren (supercondensatoren) met een snellaadfunctie functie.
Om de continuïteit van het in de lucht zijn op vier korteafstandsluchtverdedigingssystemen te waarborgen, zijn ten minste twee transportvoertuigen met UAV's vereist. De tijd die de UAV in de lucht doorbrengt, wordt alleen beperkt door de beschikbaarheid van brandstof voor de dieselgeneratorset.
In plaats van een elektrische quadcopter kunnen UAV's op basis van benzine- of dieselzuigermotoren worden geïmplementeerd. In Rusland wordt de ontwikkeling en productie van dergelijke oplossingen uitgevoerd door SKYF Technology, dat de klant SKYF verticale start- en landings-UAV's aanbiedt. Op dit moment is het draagvermogen van de SKYF UAV 250 kilogram met het vooruitzicht dit te verhogen tot 400 kilogram. De vlieghoogte van deze UAV is maximaal 3000 meter.
Eerder kondigde het bedrijf Gorizont een helikoptertype Gorizont Air S-100 UAV aan met een allround radar op basis van de Oostenrijkse Schiebel Camcopter S-100. De Kolibri-radar, gemonteerd op deze UAV en geïnstalleerd in het onderste deel van de romp, wordt ontwikkeld in samenwerking met het Moscow Research Institute of Radiophysics. De totale massa van de radarapparatuur mag niet meer zijn dan 6,5 kg, het vereiste bereik in de allround kijkmodus (UAV-zweven) is niet minder dan 200 km en in de synthetische diafragmamodus niet minder dan 20 km.
Het laadvermogen van deze UAV is te klein (35 kg) om een radar met acceptabele eigenschappen te kunnen huisvesten, maar als concept kan het interessant zijn. De tijd van continu verblijf in de lucht is 6 uur.
De bovenstaande voorbeelden van UAV quadrocopters kunnen niet direct worden gebruikt om de radar te plaatsen, omdat ze een relatief bescheiden laadvermogen hebben, maar het lijdt geen twijfel dat hun ontwerpen actief zullen worden ontwikkeld en verbeterd. Dit geldt in de eerste plaats voor elektrische drone-UAV's.
De belangrijkste vereisten voor een AWACS-UAV, zoals een quadrocopter of een UAV-AWACS van het helikoptertype, moeten een hoge betrouwbaarheid en het vermogen om lang in de lucht te blijven zijn, waarbij de gespecificeerde vliegprestaties (LTH) worden gegarandeerd, evenals een hoge operationele middelen en een lage kostprijs van een vlieguur
UAV's op grote hoogte
Voor langeafstandsluchtverdedigingssystemen zullen verticale start- en landings-UAV's niet langer een effectief en voldoende verkenningsmiddel zijn, aangezien de hoogte van het radarstation, om een kijkbereik van ongeveer 400 km te bereiken, meer dan 10.000 meter moet bedragen.
Vermoedelijk kunnen UAV's met een lange vluchtduur, vliegtuigtype, middelgrote of grote afmeting worden gebruikt als vliegende radar voor een langeafstandsluchtverdedigingssysteem.
Een van de kandidaten voor de rol van een veelbelovende drone-AWACS kan de Altair UAV zijn met een startgewicht van 5 ton en een laadvermogen van 1-2 ton. Deze UAV wordt gemaakt als onderdeel van het Altius-M onderzoeks- en ontwikkelingsproject bij het Sokol Design Bureau (Kazan) samen met het bedrijf Transas. De duur van de vlucht moet maximaal 48 uur zijn, het vliegbereik is 10.000 km. In 2018 werd het Altair UAV-programma overgedragen aan JSC Ural Civil Aviation Plant (UZGA). De testvluchten van de Altair UAV zouden in 2019 moeten beginnen.
Ook in andere landen worden dergelijke toestellen ontwikkeld. Met name het Chinese bedrijf CETC ontwikkelt de JY-300 UAV. Het middelgrote voertuig moet een drager worden van conforme antennes en dienen als een onbemande AWACS. Volgens voorlopige gegevens heeft de JY-300 UAV een startgewicht van ongeveer 1300 kg en kan hij een laadvermogen van 400 kg dragen. Het is in staat om vluchten uit te voeren tot 12 uur, op hoogtes tot 7,6 km. De radars die in het ontwerp van deze drone zijn ingebouwd, moeten de detectie van lucht- en zeedoelen op lange afstanden mogelijk maken.
Russische UAV's van middelgrote en grote afmetingen hebben veel problemen, waaronder het ontbreken van compacte, krachtige en zuinige binnenlandse motoren, het ontbreken van moderne avionica. Een van de belangrijkste problemen is het ontbreken van snelle satellietdatatransmissiekanalen met een wereldwijd bereik, waardoor het mogelijk zou zijn om de UAV te besturen en er verkenningsinformatie van te ontvangen op grote afstand van het basispunt.
Het gebruik van een AWACS UAV met een lange vliegduur vereist niet de aanwezigheid van dergelijke kanalen. In het algemeen kan het werk van een bundel luchtverdedigingssystemen op lange afstand - UAV's met een lange vluchtduur er als volgt uitzien:
UAV AWACS met een lange vluchtduur stijgt op vanaf het vliegveld en betreedt de patrouillezone boven de posities van de gelaagde luchtverdediging. Alle informatie daaruit wordt verzonden naar de operators van langeafstandsluchtverdedigingssystemen en vervolgens, via het gevechtscontrolepunt, naar de operators van andere luchtverdedigingssystemen die deel uitmaken van de gecombineerde echeloned luchtverdediging. De UAV-vlucht moet meestal in automatische modus langs een bepaald traject worden uitgevoerd. Eén luchtverdedigingssysteem voor lange afstanden moet twee AWACS-UAV's bevatten. In dit geval kunnen ze in ploegendienst gevechtstaken uitvoeren boven de posities van het luchtverdedigingsraketsysteem voor een duur van 36-48 uur, afhankelijk van de afgelegen ligging van het thuisvliegveld.
De vereisten voor UAV's van AWACS met een lange vliegduur zijn dezelfde als voor UAV's voor luchtverdedigingssystemen op korte en middellange afstand - een hoog operationeel vermogen en een lage kostprijs van een vlieguur
Er kan een vraag rijzen: in de titel van het artikel wordt gezegd over het werk van het luchtverdedigingsraketsysteem op laagvliegende doelen zonder de betrokkenheid van de luchtmachtluchtvaart, en de UAV's met een lange vluchtduur zijn duidelijk gerelateerd aan de luchtvaart. Hier is de vraag eerder in afdelingsgebonden affiliatie. In de VS behoren helikopters volgens de Johnson-McConnell-overeenkomst tussen het leger en de luchtmacht niet toe aan de luchtmacht en zijn ze rechtstreeks ondergeschikt aan het Amerikaanse leger, ze handelen in zijn belang (de verdeling van vliegtuigen in de Verenigde Staten tussen het leger en de luchtmacht is hier goed geschreven). Dus in ons geval zal het feit dat de UAV tot een specifiek luchtverdedigingssysteem behoort, niet toestaan dat de luchtmacht het voor andere doeleinden gebruikt.
Gelaagde luchtverdediging met UAV AWACS
Het gebruik van een AWACS-UAV van het quadrocopter-type en een AWACS-UAV met een lange vluchtduur zal het mogelijk maken om een dichte radardekking van het terrein te creëren en de uitgifte van doelaanduidingen voor raketten met ARGSN en IR-zoeker op maximaal bereik te verzekeren.
Vermoedelijk moet er voor twee luchtverdedigingssystemen op korte afstand één machine zijn met een drone-drone van het type drone, of twee machines voor vier luchtverdedigingssystemen. Het luchtverdedigingsraketsysteem voor de middellange afstand moet twee machines bevatten met een drone-drone van het drone-type. Twee UAV's van AWACS met een lange vluchtduur moeten behoren tot luchtverdedigingssystemen met een groot bereik.
Tijdens een dreigende periode of bij het uitbreken van vijandelijkheden moeten UAV's met een lange vliegduur ononderbroken patrouilleren boven de posities van de luchtverdedigingsraketsystemen. UAV's van het type quadrocopter, uit de samenstelling van de korteafstands- en middellangeafstandsluchtverdedigingssystemen, moeten klaar zijn voor een onmiddellijke start op de draagvoertuigen. In geval van detectie van een luchtdreiging, moet de lancering van een drone-type UAV binnen enkele minuten worden uitgevoerd.
De kosten van de UAV's zelf en hun vliegtijd zijn traditioneel aanzienlijk lager dan de kosten van bemande vliegtuigen en helikopters, wat deze taak economisch aantrekkelijk maakt. Ook technisch kent het voorgestelde concept geen onoverkomelijke problemen.
Voor stilstaande objecten van groot belang kunnen AWACS-ballonnen worden gebruikt. In het geval van luchtverdediging van objecten die zijn uitgerust met AWACS-ballonnen, zijn UAV's met een lange vluchtduur niet vereist en kunnen ze worden uitgesloten van het langeafstandsluchtverdedigingssysteem of kunnen ze op het vliegveld gereed zijn voor vertrek als back-upverkenning en doelaanduiding middelen.
UAV AWACS voor de vloot
Voorheen werd alleen het gebruik van UAV AWACS overwogen in het belang van luchtverdedigingssystemen op de grond. Maar niet minder, en mogelijk een belangrijkere taak is het inzetten van een AWACS UAV van het type quadrocopter en een UAV met een lange vliegduur in het belang van de luchtverdediging van de schepen van de Marine. Gezien het feit dat we geen vliegdekschepen en bijgevolg AWACS-vliegtuigen aan boord hebben, zijn moderne Russische schepen slecht beschermd tegen luchtaanvallen, ongeacht op welke luchtverdediging ze zich bevinden, vanwege fysieke beperkingen in het detectiebereik van laagvliegende doelen.
Het gebruik van een UAV van het quadrocopter-type op schepen van de Russische marine zal de grens van vernietiging van laagvliegende doelen aanzienlijk verleggen. En het sturen van een UAV met een lange vluchtduur en bereik naar het gebied waar de marineschepen zich bevinden, geeft hen extra mogelijkheden voor verkenning van vijandelijke troepen en het afgeven van doelaanduidingen voor langeafstandsraketten.
Het gebruik van ballonnen en AWACS-luchtschepen kan niet worden uitgesloten in het belang van de marine, vooral omdat er historische voorbeelden zijn van het gebruik van ballonnen door de Russische vloot.
conclusies
Luchtverdediging op de grond en op het oppervlak zonder de mogelijkheid om laagvliegende doelen op grote afstand aan te vallen, wordt verslagen.
Om dit probleem op te lossen is het in het belang van luchtverdedigingssystemen op korte en middellange afstand noodzakelijk om een AWACS UAV van een quadrocopter-type te creëren, bij voorkeur met stroomvoorziening via een kabel vanuit het draagvoertuig.
Voor een langeafstandsluchtverdedigingssysteem is het noodzakelijk om de ontwikkeling van een AWACS UAV met een lange vliegduur te intensiveren.
Voor stilstaande objecten van groot belang kunnen AWACS-ballonnen worden gebruikt.
Alle bovengenoemde systemen (UAV AWACS van het quadrocopter-type, AWACS UAV's met een lange vluchtduur en AWACS-ballonnen) zijn van groot belang voor het vergroten van de efficiëntie en overleving van niet alleen grondgebaseerde luchtverdedigingssystemen, maar ook van schepen van de Russische marine.
