1. Въведение
В третата статия от поредицата беше обоснована гледната точка, според която нашият самолетоносач „Адмирал Кузнецов“вече е толкова остарял, че вместо да го ремонтираме, е по -добре да построим някой най -нов кораб. При полагане на два UDC пр. 23900 Иван Рогов беше обявено, че цената на поръчката за всеки от тях ще бъде 50 милиарда рубли, което е по -малко от разходите за ремонт на Кузнецов. Освен това, да предположим, че ако поръчате самолетоносен крайцер (АК) на базата на корпуса на UDC, тогава корпусът на АК ще струва не повече от корпуса на UDC.
През последните 15 години периодично представяме проекти на самолетоносача Storm, който по маса и размери е близък до американския Nimitz. Оценката на разходите за 10 милиарда долара убива цялата идея. Всъщност, в допълнение към Бурята, е необходимо да се изгради за него самолет AUG и Як-44 (AWACS) и учебен комплекс за пилоти на въздушни крила. Бюджетът на нашия недофинансиран флот очевидно няма да може да покрие такива разходи.
2. Основни параметри на концепцията АК
Авторът не е експерт в корабостроенето или самолетостроенето. Техническите характеристики, дадени в статията, са приблизителни и получени чрез сравнение с известни проби. Ако специалистите искат да ги коригират, това значително ще повиши качеството на предложението и Министерството на отбраната не може да го игнорира.
2.1 Основните задачи на АК
• въздушна подкрепа за наземни операции, включително десантно нападение на отдалечени театри. Дълбочина на действие до 500-600 км от АК;
• нанасяне на въздушни удари по противника KUG;
• разузнаване на обстановката в морето в радиус до 1000 км;
• търсене на подводници с помощта на безпилотни летателни апарати (БЛА) с магнитометър на обхвати до 100 км пред АК.
Ограниченията на обхвата на задачите са, че АК не трябва да нанася удари по AUG-и, а когато нанасят удар по територията на противника, БЛА на въздушното крило не трябва да се доближават до летищата, на които са базирани изтребителите-бомбардировачи (IB), при на разстояние по -малко от 300 км. В случай, че група безпилотни летателни апарати претърпи неочаквана атака от вражеската ИД, безпилотните летателни апарати трябва да водят само въздушен бой на далечни разстояния с нея, като едновременно се движат към АК.
2.2 Тегло и размери
За да намалим максимално цената на АК, ще ограничим пълното му изместване - 25 хиляди тона, което съответства на размера на УДК - 220 * 33 м. преценете кое е по -изгодно: запазете този размер или го заменете с по -удобен за АК - 240 * 28 м. Трамплинът на носа трябва да присъства. Да предположим, че са избрали 240 * 28 m.
2.3 Избор на типа система за противовъздушна отбрана
Типична версия, когато на самолетоносач са инсталирани само системи за ПВО с малък обсег (MD), е малко полезна за Русия. Ние нямаме свои унищожители URO, фрегатите "Адмирал Горшков" също не са претъпкани и те не решават проблема с ПРО. Следователно ще трябва да инсталирате пълноценна система за ПВО на далечен обсег на АК. Предложението за появата на радарния комплекс (RLC) на такава система за ПВО е дадено в предишната статия, където е показано, че радарът за противоракетна отбрана трябва да има 4 активни фазирани антенни решетки (AFAR) с площ от 70-100 квадратни метра. В допълнение, антени на мултифункционален (MF) радар, електронен комплекс за противодействие (KREP) и разпознаване на състоянието трябва да бъдат поставени върху надстройката. Няма да е възможно да се открият такива зони на надстройката, разположена отстрани, както на UDC.
2.4 Дизайн на надстройката
Предлага се да се обмисли вариант с поставянето на надстройката по цялата ширина на палубата и да се постави възможно най -близо до носа на кораба. Долната част на надстройката, висока 7 м, е празна. Освен това предната и задната част на празното отделение са затворени от крилата на портата. По време на излитане и кацане вратите се отварят и се монтират по стените на кораба с леко разширение от около 5 °.
Това разширение формира входната ракета в случай, че ако БПЛА по време на кацане е силно изместен спрямо средата на пистата встрани, тогава ракетата ще попречи на крилото да се удари директно в стената на надстройката. Също така, в случай на авария, дюзи на пожарогасителната система се монтират в тавана на празната част на надстройката. В резултат на това ширината на ПИК е ограничена само от ширината на долната част на надстройката и е равна на 26 м, което прави възможно да се засаждат БЛА с размах на крилата до 18-19 м и височина на кила до 4 м., който е в постоянна готовност и евентуално с топли двигатели.
Височината на надстройката над палубата трябва да бъде най -малко 16 м. Разположението на антените по страничните ръбове на надстройката е показано на фиг. 1 в предишната статия. На предната и задната страна на надстройката радарът за противоракетна отбрана AFAR не може да бъде разположен по същия начин, както на страничните, тъй като тези AFARs са разположени над портите, а общата височина на надстройката не е достатъчна, за да ги побере.. Трябва да завъртим тези AFAR на 90 °, тоест да поставим дългата страна на AFAR хоризонтално, а късата страна вертикално.
По време на застрашения период още 3 двойки безпилотни летателни апарати IS с 4 ракети със среден обсег (SD) R-77-1 или 12 ракети с малък обсег (MD), описани в раздел 5, трябва да бъдат разположени на кърмата на палубата. наличната дължина на пистата ще намалее до 200 m.
3. Използваната концепция за безпилотни летателни апарати
Тъй като се предполага, че въздушните битки ще бъдат по -скоро изключение, БЛА на IS трябва да бъдат дозвукови. Също така е полезно за малък самолетоносач да има малки БЛА. След това те са по -лесни за транспортиране в хангара, изискват по -къса писта и необходимата дебелина на палубата се намалява. Нека ограничим максималното излетно тегло на един БЛА на IS до 4 т. Тогава крилото може да съдържа до 40 БЛА. Да предположим, че максималният боен товар на такъв БЛА ще бъде 800-900 кг, а поради ниското шаси една ракета с такава маса не може да бъде окачена под фюзелажа. Следователно максималното натоварване трябва да се състои от две ракети по 450 кг. Освен това не е възможно да се увеличи излетното тегло на БЛА, в противен случай размерът на АК ще трябва да бъде увеличен и той ще се превърне в обикновен самолетоносач.
Ракетите въздух-земя (VP) с тегло по-малко от 450 kg имат по правило нисък обхват на изстрелване и не позволяват използването им от обхвати, надвишаващи обхвата на стрелба дори на системите SAM SAM. От ракетите V-V ще може да се използва само ракетата SD SD R-77-1 с обхват на изстрелване 110 км. Като се има предвид, че американската ракета-носител AMRAAM има обхват на изстрелване 150 км, ще бъде проблематично да се спечели въздушна битка на голям обсег. UR BD R-37 също не е подходящ поради теглото на 600 кг. Следователно ще бъде необходимо разработването на алтернативни оръжия, например плъзгащи се бомби (PB) и плъзгащи ракети (GL), обсъдени в раздел 5.
Малката маса на безпилотен летателен апарат IS няма да му позволи да разполага с целия комплект оборудване, разположено на пилотиран IS. Ще трябва или да разработим комбинирани опции, например радарни и електронни противодействия (KREP), или да комбинираме безпилотни летателни апарати по двойки: на единия радар, а на другия разнообразие от оптика и електронно разузнаване.
Ако на БЛА е възложена задачата да води близък въздушен бой, тогава БПЛА трябва да има претоварване, което явно надвишава възможностите на IS с пилотирани полети, например 15 g. Ще бъде необходима и всестранна комуникационна линия, защитена от шум, с оператора. В резултат на това бойното натоварване ще спадне още повече. По -лесно е да се ограничите до далечен бой и 5 g претоварване.
В регионалните конфликти често е необходимо да се нанасят удари по незначителни цели, чиято цена е толкова ниска, че използването на високоточни ракети се оказва неоправдано - и твърде скъпо, а масата на ракетата е твърде голяма. Използването на плъзгащи боеприпаси дава възможност за намаляване както на теглото, така и на цената, а обхватът на изстрелване се увеличава. От това следва, че височината на полета трябва да бъде възможно най -висока.
Информационната поддръжка на АК се осигурява от втория тип БЛА - радарно откриване на ранен обсег (AWACS). Той трябва да има дълго време на работа - 6-8 часа, за което ще приемем, че масата му ще трябва да се увеличи до 5 т. Въпреки малката си маса, БЛА AWACS трябва да осигурява приблизително същите характеристики като AWACS на Hawkeye, което има маса 23 тона.
Следващата статия ще бъде посветена на темата за БЛА AWACS. Тук просто отбелязваме, че разликата между предложените AWACS и съществуващите е, че радарните антени заемат по-голямата част от страните на БЛА, за което се използва специален тип БЛА с горно V-образно крило, което не закрива страничния AFAR развит.
4. Появата на UAV IB
Американският безпилотен летателен апарат Global Hawk използва двигател от пътнически самолет, чиято студена част е модифицирана за работа в разредена атмосфера. В резултат на това беше постигната височина на полет 20 км с маса 14 тона, размах на крилата 35 м и скорост 630 км / ч.
За безпилотен летателен апарат IB размахът на крилата трябва да бъде не повече от 12-14 м. Дължината на фюзелажа е около 8 м. След това височината на полета, в зависимост от бойното натоварване и наличието на гориво, ще трябва да бъде намалена до 16- 18 км, а крейсерската скорост трябва да се увеличи до 850-900 км / ч …
Съотношението на тяга към теглото на БЛА трябва да бъде достатъчно, за да се получи скорост на изкачване най-малко 60 m / s. Продължителността на полета е най-малко 2,5-3 часа.
4.1 Характеристики на радар IS
За въздушен бой на далечни разстояния радарът има два AFAR - нос и опашка. Точните размери на фюзелажа ще бъдат определени в бъдеще, но сега приемаме, че диаметрите на радара AFAR са равни на 70 cm.
Основната задача на радара е да открива различни цели, за които се използва основният AFAR от обхвата от 5, 5 см. Освен това е необходимо да се потисне радарът за противовъздушна отбрана на противника. Много е трудно да се постави KREP с достатъчна мощност на малък БЛА, затова вместо KREP ще използваме същия радар. За да направите това, е необходимо да осигурите по -широк диапазон на дължината на вълната AFAR от този на потиснатия радар. В повечето случаи това успява. Например радарът на системата за противовъздушна отбрана Patriot работи в диапазона 5, 2-5, 8 см, който се припокрива с основния AFAR. За да потиснете вражеския радар IS и насочващия радар Aegis, ще трябва да имате AFAR обхват 3-3, 75 см. Следователно, преди да полетите на определена мисия, е необходимо да оборудвате радарите AFAR на необходимите обхвати. Можете дори да инсталирате носовия AFAR диапазон от 5, 5 см, а опашката - 3 см. Останалите радарни блокове остават универсални. Енергийният потенциал на радара е поне с порядък по -голям от потенциала на всеки KREP. Следователно IS, използван като заглушител, може да обхване група, работеща от безопасни зони. За да се потисне радар Aegis MF, ще е необходим AFAR с обхват 9-10 cm.
4.2 Конструкция и характеристики на радара
Радарът AFAR съдържа 416 приемо -предавателни модула (TPM), които са комбинирани в групи (квадратни матрици 4 * 4 PPM. Размер на матрицата 11 * 11 cm.). Общо AFAR съдържа 26 клъстера. Всеки PPM се състои от 25 W предавател и предварително приемник. Сигналите от изходите на всичките 16 приемника се сумират и накрая се усилват в приемащия канал, чийто изход е свързан към аналогово-цифров преобразувател. ADC моментално взема 200 MHz сигнал. След преобразуване на сигнала в цифров вид, той влиза в сигналния процесор, където се филтрира от смущения и взема решение за откриване на целта или нейното отсъствие.
Масата на всеки APAR е 24 кг. AFAR изисква течно охлаждане. Хладилникът тежи още 7 кг и т.н. Общото тегло на радар във въздуха с два AFAR се оценява на 100 kg. Консумирана мощност - 5 kW.
Малката площ на AFAR не позволява да се получат характеристиките на радар във въздуха, равен на този на типичен радар за информационна сигурност. Например, обхватът на откриване на IS с ефективна отразяваща повърхност (EOC) е 3 кв. М. в типична зона за търсене 60 ° * 10 ° е равно на 120 км. Грешката при ъгловото проследяване е 0,25 °.
С такива показатели е трудно да се разчита на спечелване на въздушен бой на далечни разстояния.
4.3 Начин за увеличаване на обхвата на радара
Като изход можете да предложите използването на групови действия. За това БЛА трябва да имат високоскоростна комуникационна линия между тях. Много просто, такава линия може да бъде реализирана, ако един куп радари е поставен върху страничните повърхности на БЛА. Тогава скоростта на предаване може да достигне 300 Mbit / s на разстояние до 20 км.
Помислете за пример, когато 4 БЛА на IS са летели на мисия. Ако всички 4 радара синхронно сканират пространството, мощността, излъчваща сигналната цел, ще се увеличи 4 пъти. Ако всички радари излъчват импулси строго на една и съща честота, тогава можем да приемем, че е работил един радар с четворна мощност. Сигналът, получен от всеки радар, също ще бъде утроен. Ако всички получени сигнали се изпратят на борда на водещия БЛА на групата и се сумират там, тогава мощността ще се увеличи 4 пъти повече. Следователно, при идеална работа на оборудването, мощността на сигнала, получена от четирите радарни радара, ще бъде 16 пъти по -голяма от тази на един радар. В реалното оборудване винаги ще има загуби от сумиране, в зависимост от качеството на оборудването. Конкретни данни не могат да бъдат цитирани, тъй като нищо не се знае за такива произведения, но оценката на коефициента на загуба наполовина е доста правдоподобна. Тогава увеличаването на мощността ще се случи 8 пъти и обхватът на откриване ще се увеличи с 1, 65 пъти. Следователно обхватът на откриване на ИД ще се увеличи до 200 км, което надхвърля обхвата на изстрелване на ракетната установка AMRAAM и ще позволи въздушен бой.
5. Плъзгащи се боеприпаси с водач
Помислете само за плъзгащи се бомби и ракети (PB и PR).
PBU-39 първоначално е предназначен за поразяване на неподвижни цели и се ръководи от GPS сигнали или инерционен. Цената на ПБ беше умерена - 40 хиляди долара.
Очевидно по-късно се оказа, че PB корпусът с диаметър 20 cm не е в състояние да защити GPS приемника от смущения, излъчвани от наземни CREP. След това ръководството започна да се подобрява. Последната модификация вече има активен търсач. Грешката при прицелването намалява до 1 м, но цената на ПБ нараства до 200 хил. Долара, което не е много подходящо за регионални войни.
5.1 Предложение за появата на ПБ
Можете да предложите да изоставите насочването от GLONASS и да преминете към ръководството за PB команда. Това е възможно, ако целта може да бъде открита от радара на фона на отражения от околните обекти, тоест това е радиоконтраст. За да се насочите към PB, трябва да бъде инсталирано следното:
• инерционна навигационна система, която позволява поддържане на праволинейното движение на PB за поне 10 s;
• висотомер на ниска надморска височина (по -малко от 300 м);
• радиотелефонен секретар, който предава обратно сигнала за разпитване на бордовия радар.
Да приемем, че радарът може да открие наземна цел в един от трите режима:
• целта е толкова голяма, че може да бъде открита на фона на отражения от повърхността в режим на физически лъч, тоест когато ИС лети директно към нея;
• целта е малка и може да бъде открита само в режим на синтезиран лъч, тоест при наблюдение на целта отстрани за няколко секунди;
• целта е малка, но се движи със скорост над 10-15 км / ч и може да се разграничи на тази основа.
Точността на насочване зависи от това дали една или двойка ИС водят насоки. Един радар може точно да измери обхвата до PB с грешка 1-2 m, но азимутът се измерва с голяма грешка - с единично измерване от 0,25 °. Ако наблюдавате PB 1-3 s, тогава страничната грешка може да бъде намалена до 0, 0005-0, 001 от стойността на обхвата до PB. Тогава, на разстояние около 100 км, страничната грешка ще бъде равна на 50-100 м, което е подходящо само за стрелба по районни цели.
Да приемем, че има двойка блокове за информационна сигурност, разположени на разстояние 10-20 км един от друг. Взаимните координати на ИС са известни с помощта на ГЛОНАСС доста точно. След това, като измервате разстоянията от PB до IS и изграждате триъгълник, можете да намалите грешката до 10 m.
В случаите, когато се изисква по -висока точност на насочване, ще е необходимо да се използва търсач, например телевизионен, способен да открие цел от разстояние повече от 1 км. Възможно е да се обмисли възможността за предаване на телевизионна картина на оператора на кораба.
5.2 Използване на плъзгащи ракети
Избраната тактика за провеждане на въздушни битки установява, че в случай на откриване на атака на ИД на противника, е необходимо да се стреля по него на далечни разстояния и веднага, като се обърне, да се тръгне по посока на АК. Ракетите BD R-37 са напълно неподходящи поради теглото на 600 кг, а UR SD R-77-1 са частично подходящи. Масата им също не е малка - 190 кг, а обхватът на изстрелване е твърде малък - 110 км. Затова ще разгледаме възможността за използване на PR.
Да предположим, че БЛА е на височина 17 км. Нека бъде атакуван от ИД, летящ при круизни свръхзвукови 500 m / s (1800 km / h) на височина 15 km. Да приемем, че IS атакува БЛА под ъгъл 60 °. Тогава БПЛА ще трябва да завърти 120 °, за да избегне IS. При скорост на полет 250 m / s и претоварване от 4 g, завой ще отнеме 12 секунди. За категоричност, нека зададем PR масата 60 кг, което ще позволи на БЛА да има натоварване с боеприпаси от 12 PR.
Помислете за тактиката на войната. Нека ИД атакува БЛА в най -неблагоприятния вариант за БЛА - във външния център за управление. Тогава IS преди пускането на UR не включва радара и може да бъде открит само от собствения радар на UAV. Дори ако използваме групово сканиране от четири бордови радара от групата, тогава обхватът на откриване ще бъде достатъчен само за конвенционална информационна сигурност - 200 км. За F-35 обхватът ще падне до 90 км. Помощ тук може да бъде предоставена от радар за противоракетна отбрана АК, способен да открие F-35, летящ на височина 15 км на разстояние 500 км.
Решението за необходимостта от изтегляне на БЛА се взема, когато разстоянието до IS се намали до 120-150 км. Като се има предвид, че битката се развива на надморска височина над 15 км, тогава почти няма облаци. Тогава БЛА, използвайки телевизионни или инфрачервени камери, може да запише, че IS е пуснала UR. Ако IS е в зоната на видимост на радара за противоракетна отбрана, тогава изстрелването на системата за противоракетна отбрана може да бъде открито и от този радар.
Ако IS продължава да се доближава до UAV без да стартира UR, тогава UAV нулира първата двойка PR. В момента на падане към PR, крилото на носача се отваря и то започва да се плъзга в дадена посока. По това време БПЛА продължава да се върти и когато PR е в зоната на действие на опашния AFAR, той улавя PR за проследяване. ДВОЯКА от ПР продължава да планира, разпръсквайки до 10 км, за да вземе IB в кърлежи. Когато разстоянието от PR до IS се намали до 30-40 km, операторът издава команда за стартиране на PR двигателите, която ще се ускори до 3-3,5 M. тъй като енергията на PR е достатъчна, за да компенсира загубата на височина. На PR трябва да бъде инсталиран транспондер, който помага да се насочи PR с висока точност. Не се изисква търсене на радар на PR - достатъчно е да имате обикновен IR или TV търсач.
Ако ИД в процеса на преследването успее да се доближи до БЛА на разстояние около 50 км, тогава може да изстреля ракетната установка. В този случай PR се използват в режим на ПРО. PR се разрежда по обичайния начин, но след отваряне на крилото, PR прави завой към UR и след това стартира двигателя. Тъй като прихващането се осъществява в хода на сблъсък, не е необходимо широко зрително поле от оптичния търсач.
ЗАБЕЛЕЖКА: за да се обсъди тактиката на използване на АК, е необходимо първо да се разгледат методите за получаване на контролния център. Но въпросите за изграждането на основния информатор - БЛА AWACS, действащ в морските театри, ще бъдат разгледани в следващата статия.
6. Заключения
• предложеният АК ще струва няколко пъти по -евтино от самолетоносача Storm;
• по критерий икономическа ефективност АК значително ще надмине Кузнецов;
• мощна система за противовъздушна отбрана ще осигури противоракетна отбрана и противовъздушна отбрана AUG, а безпилотни летателни апарати ще осигурят постоянно откриване на вражески подводници;
• плъзгащите се боеприпаси са много по-евтини от типичните ракетни установки и ще позволят дългосрочно прикриване на въздуха при регионални конфликти;
• АК е оптимален за поддържане на амфибийни операции;
• на базата на АК БЛА AWACS може да се използва за контролен център от други KUG-am;
• разработени от AK, UAV, PB и PR могат да бъдат успешно експортирани.
