Извивката на земната повърхност и неравностите на терена значително ограничават възможностите на наземните и военноморските системи за ПВО за откриване и поражение на нисколетящи оръжия за въздушна атака (LAS). Как можете ефективно да осигурите възможността за изстрелване на система за ПВО по нисколетящи цели?
Изкачете се по -високо
Една от опциите е да поставите радара на повдигащо и мачтово устройство (PMU). Ако поставим радара на височина 15 метра, тогава обхватът на видимост на самолет, движещ се на височина 50 метра над повърхността, ще бъде 41 км. Увеличаването на височината на PMU до 50 метра ще увеличи теоретичния обхват на видимост само с 13 км (до 54 км), докато сложността и обемността на такова оборудване ще нараснат в много по -голяма степен.
Изглежда, че е съвсем нормално за система за ПВО на къси разстояния от типа Pantsir-SM? Но на практика неравностите на терена, горите, сградите и други естествени и изкуствени препятствия ще намалят тази стойност няколко пъти.
Каква е минималната височина за повдигане на радара, за да се гарантира откриването на ниско летящи цели?
Височината, до която е необходимо да се повишат средствата за откриване, за да се компенсира неравен терен, може да варира във всеки отделен случай. В повечето случаи разликата във височината на равнинната територия на Русия в диапазон от 100-200 км е не повече от 100-200 метра. В планинските райони разликата може да бъде значително по -голяма и е трудно да се посочи някаква конкретна стойност.
Обикновено за система за ПВО на къси разстояния (до 40-50 км) можете да вземете необходимата височина, за да компенсирате неравностите на терена от 100 метра, за система за ПВО със среден обсег (до 50- 150 км), височината, необходима за компенсиране на неравностите на терена, ще бъде 200 метра.
Така минималната височина на радара за откриване на нисколетящи цели, за системи за ПВО на къси разстояния ще бъде около 200 метра, за системи за ПВО със среден обсег, около 700 метра. Височината на радиолокационната станция, за да се осигури експлоатацията на хоризонта на ракетната система за ПВО на далечни разстояния, трябва да бъде сравнима с височината на полета на самолета AWACS, около 10 000 м, в този случай теренът е с много по-малко значение
Посочените височини правят използването на PMU невъзможно, но има няколко други начина да „погледнете отвъд хоризонта“.
Аеростат радар
Един от тези методи е използването на балони. Проектът JLENS се реализира в САЩ. В рамките на този проект се планира разполагането на радарно и оптично разузнавателно оборудване на балони, фиксирани в определени точки на страната, предназначени за откриване на нисколетящи крилати ракети. Надморската височина на балоните е 3 - 4,5 км, масата на полезния товар е около три тона. Обхватът на откриване на въздушни цели трябва да бъде около 550 км, наземни цели около 225 км. В допълнение към откриването, балонът JLENS трябва да осигури обозначаване на целта над хоризонта за ракети земя-въздух. За да се държи балонът на място и да се обменят данни, се предлага да се използва кабел, който включва захранващи кабели и оптични кабели за предаване на данни във въглеродна обвивка.
В рамките на задачата, която разглеждаме, този проект има няколко недостатъка: балонът не е много удобен за постоянно движение по шосе и, ако е възможно, трябва да бъде привързан към определена точка, което изключва възможността за смяна на позицията с мобилен системи за ПВО и е неприемливо. В допълнение, огромният размер на балона (над 70 метра дължина) теоретично може да попречи на работата му в условия на силен поривист вятър.
От друга страна, самата концепция е доста обещаваща. Радарните станции, поставени върху балони, могат да предпазят неподвижните обекти от удар от ниско летящи EHV, предимно такива като мини за междуконтинентални балистични ракети (МБР), бази на подводници, носители на балистични ракети, летища на стратегически бомбардировачи, атомни електроцентрали и други важни елементи на страната въоръжени сили и инфраструктура. …
По този начин, въпреки факта, че балоните не са оптималното средство за осигуряване на системите за ПВО с възможност за поразяване на цели извън хоризонта, те могат да играят важна роля в прикриването на особено важни неподвижни обекти от внезапен удар от нисколетяща вражеска ПВО системи. Основното им предимство е възможността за квази непрекъснат престой във въздуха без значителна консумация на гориво и електричество
В Русия такива балони са разработени от RosAeroSystems. По-специално, можете да помислите за балон с голям обем "PUMA". Балонът Puma е разработен като радарно превозвач за денонощно радарно наблюдение от височина до 5 км за 30 дни без кацане.
Очакваният радиус на откриване и проследяване на въздушни цели ще бъде 300-350 км. Балонът трябва да издържа на ураганни ветрове до 46 m / s и директни удари на мълния. Аеростатът се държи от въже по време на изкачване, спускане и паркиране на работна височина; също така осигурява захранване за бордови системи и полезни товари с мощност до 40 kW, както и за отстраняване на мълния и статично електричество. Полезният товар на балона PUMA е до 2250 кг.
Очевидно въоръжените сили на Руската федерация работят по тази посока:
През юли 2015 г. Владимир Михеев, съветник на първия заместник генерален директор на концерна "Радиоелектронни технологии" (КРЕТ), разказа пред РИА Новости за началото на работата по проект за дирижабъл за нуждите на противоракетната отбрана на страната. Тя може да се превърне в пълноправен елемент от системата за предупреждение за ракетна атака (EWS), която днес се състои от два ешелона-орбитално спътниково съзвездие и наземни радарни станции.
Това зависи от концерна Алмаз-Антей, необходимо е балоните и дирижаблите не само да предупреждават за заплахата от въздушна атака, но и да насочват зенитно управляеми ракети (ЗРК), оборудвани с активна радарна самонасочваща глава (ARGSN) в идентифицираните цели.
Квадрокоптери и други безпилотни летателни апарати (БЛА) вертикално излитане и кацане
Да се върнем към системата за ПВО. Като начало, помислете за системите за ПВО на късия и среден обсег, за които е необходимо да се издигне радара съответно на височина 200 и 700 метра.
В началото на 2018 г. Boeing представи прототип на електрически безпилотен товарен дрон квадрокоптер. Този БЛА е проектиран да тества и отстранява грешките в технологиите, необходими за изграждането на следващото поколение товарни и пътнически самолети. Дължината на опитния БЛА е 4,57 метра, ширината е 5,49 метра, височината е 1,22 метра, теглото, включително теглото на батериите, е 339 килограма. Полезен товар - до 226 кг. Дизайнът включва четири електродвигателя с осем ротора.
Електрическите квадрокоптери-БЛА могат да се превърнат в ефективно решение за откриване на ниско летящи EHV за сухопътни и морски системи за ПВО
Електрически квадрокоптер-БЛА трябва да бъде разположен на превозно средство, дизелов генератор (DGU) също трябва да бъде разположен там, за да осигурява безпилотен летателен апарат с електричество. За съжаление в момента мощността на електрическите двигатели на опитния квадрокоптер, времето за зареждане на батерията и времето за полет са неизвестни.
Могат да се разгледат два варианта:
- в първата версия няма батерии, необходими за поддържане на дълъг полет, захранването се захранва от превозното средство на превозвача, има само малка резервна батерия за аварийното кацане на БЛА, вероятно тази опция може да се счита за оптимална;
- втората опция може да се използва, ако масата на кабела, необходима за подаване на необходимата мощност на квадрокоптера, се окаже твърде голяма, в този случай квадрокоптерът трябва да бъде оборудван с акумулаторни батерии или суперкондензатори (суперкондензатори) с бързо зареждане функция.
За да се осигури непрекъснатостта на престоя във въздуха на четири системи за ПВО с малък обсег, са необходими поне две превозни средства с БЛА. Времето, прекарано от БЛА във въздуха, ще бъде ограничено само от наличието на гориво за дизеловия генератор.
Вместо електрически квадрокоптер могат да бъдат внедрени безпилотни летателни апарати на базата на бензинови или дизелови бутални двигатели. В Русия разработването и производството на такива решения се извършва от SKYF Technology, която предлага на клиента SKYF вертикално излитане и кацане на БЛА. В момента товароносимостта на БПЛА SKYF е 250 килограма с перспектива да се увеличи до 400 килограма. Височината на полета на този БЛА е до 3000 метра.
По-рано компанията "Горизонт" обяви хеликоптерния тип БПЛА Gorizont Air S-100 с универсален радар, базиран на австрийския Schiebel Camcopter S-100. Радарът Kolibri, монтиран на този БЛА и инсталиран в долната част на фюзелажа, се разработва съвместно с Московския изследователски институт по радиофизика. Общата маса на радиолокационното оборудване трябва да бъде не повече от 6,5 кг, необходимият обхват в режим на всестранно наблюдение (безпилотен летателен апарат) е не по-малък от 200 км, а в режим на синтетична апертура не по-малко от 20 км.
Полезният товар на този БЛА е твърде малък (35 кг), за да побере радар с приемливи характеристики, но като концепция може да бъде интересен. Времето за непрекъснат престой във въздуха е 6 часа.
Горните примери за квадрокоптери безпилотни летателни апарати не могат да бъдат използвани директно за поставяне на радара, тъй като те имат относително скромно полезно натоварване, но няма съмнение, че техните проекти ще бъдат активно разработени и подобрени. На първо място, това се отнася за електрически безпилотни летателни апарати.
Основните изисквания за безпилотен летателен апарат AWACS, като например квадрокоптер или безпилотен летателен апарат-хеликоптер-AWACS, трябва да бъдат висока надеждност и способност да се задържат във въздуха за дълго време, осигурявайки определените летателни характеристики (LTH), както и висока оперативен ресурс и ниска цена на полетен час
Безпилотни летателни апарати на височина
За системите за противовъздушна отбрана на дълги разстояния безпилотните летателни апарати с вертикално излитане и кацане вече няма да бъдат ефективно и достатъчно средство за разузнаване, тъй като височината на радиолокационната станция, за да се постигне обхват на наблюдение от около 400 км, трябва да надвишава 10 000 метра.
Предполага се, че безпилотни летателни апарати с голяма продължителност на полета, тип самолет, със средни или големи размери могат да се използват като летящ радар за система за ПВО на далечен обсег.
Един от кандидатите за ролята на обещаващ дрон-AWACS може да бъде безпилотният летателен апарат Altair с излетно тегло 5 тона и полезен товар 1-2 тона. Този БЛА се създава като част от проекта за научноизследователска и развойна дейност Altius-M в Проектантското бюро на Сокол (Казан) заедно с компанията Transas. Продължителността на полета му трябва да бъде до 48 часа, обхватът на полета е 10 000 км. През 2018 г. програмата за безпилотни летателни апарати Altair беше прехвърлена на АО „Уралски завод за гражданска авиация“(UZGA). Летните изпитания на БЛА Altair трябва да започнат през 2019 г.
Устройства от този тип се разработват и в други страни. По-специално, китайската компания CETC разработва БЛА JY-300. Средният автомобил трябва да стане носител на конформни антени и да служи като безпилотен AWACS. По предварителни данни БПЛА JY-300 има излетно тегло около 1300 кг и може да носи полезен товар от 400 кг. Той е в състояние да изпълнява полети до 12 часа, на височина до 7,6 км. Радарите, вградени в дизайна на този дрон, трябва да позволяват откриването на въздушни и морски цели на големи разстояния.
Руските БЛА със средни и големи размери имат много проблеми, включително липсата на компактни, мощни и икономични домашни двигатели, липсата на съвременна авионика. Един от най-важните проблеми е липсата на високоскоростни канали за предаване на сателитни данни с глобален обхват, което би направило възможно управлението на БЛА и получаването на разузнавателна информация от него на голямо разстояние от базовата точка.
Използването на БЛА AWACS с голяма продължителност на полета не изисква наличието на такива канали. Най -общо казано работата на пакет от системи за ПВО на дълги разстояния - безпилотни летателни апарати с дълъг полет може да изглежда така:
Безпилотни летателни апарати AWACS с дълъг полет излитат от летището и навлизат в патрулната зона над позициите на слоестата ПВО. Цялата информация от него се изпраща до операторите на системи за ПВО на далечни разстояния, а след това, през пункта за управление на боевете, до операторите на други системи за ПВО, които са част от комбинираната ешелонирана ПВО. Полетът на БЛА трябва да се извършва предимно в автоматичен режим по дадена траектория. Една система за ПВО на далечни разстояния трябва да включва два БЛА AWACS. В този случай те могат да изпълняват на смени бойно дежурство над позициите на ракетната система за ПВО за продължителност 36-48 часа, в зависимост от отдалечеността на родния летище.
Изискванията за безпилотни летателни апарати на AWACS с голяма продължителност на полета са същите като за безпилотни летателни апарати за системи за ПВО с малък и среден обсег - висок оперативен ресурс и ниска цена на полетен час
Може да възникне въпрос: в заглавието на статията се казва за работата на ракетната система за ПВО на нисколетящи цели без участието на авиацията на ВВС, а безпилотните летателни апарати с голяма продължителност на полета са ясно свързани с авиацията. Тук въпросът е по -скоро във ведомствената принадлежност. В САЩ, съгласно споразумението между Джонсън и МакКонъл между армията и ВВС, хеликоптерите не принадлежат на ВВС и са пряко подчинени на американската армия, те действат в нейни интереси (разделението на самолетите в САЩ между армията и ВВС е добре написано тук). Така че в нашия случай фактът, че БЛА принадлежи към определена система за ПВО, няма да позволи на ВВС да го използват за други цели.
Многопластова ПВО с БЛА AWACS
Използването на безпилотен летателен апарат AWACS от тип квадрокоптер и безпилотен летателен апарат AWACS с голяма продължителност на полета ще даде възможност да се създаде плътно радиолокационно покритие на терена и да се осигури издаването на целево обозначение на ракети с ARGSN и IR търсач на максимален обхват.
Предполага се, че за две системи за противовъздушна отбрана с малък обсег трябва да има една машина с безпилотен самолет тип безпилотен самолет или две машини за четири системи за противовъздушна отбрана. Ракетната система за ПВО със среден обсег трябва да включва две машини с дрон тип дрон. Два БЛА на AWACS с дълъг полет трябва да принадлежат към системите за ПВО на дълги разстояния.
По време на застрашен период или в случай на избухване на военни действия, безпилотни летателни апарати с дълъг полет трябва да извършват непрекъснати патрули над позициите на ракетните системи за ПВО. Безпилотни летателни апарати от тип квадрокоптер, от състава на системите за ПВО на къси и средни разстояния, трябва да бъдат на носещите превозни средства в готовност за незабавен старт. В случай на откриване на въздушна заплаха, изстрелването на безпилотен летателен апарат тип дрон трябва да се извърши в рамките на няколко минути.
Цената на самите безпилотни летателни апарати и времето им за полет традиционно са значително по -ниски от разходите за пилотирани самолети и хеликоптери, което прави тази задача икономически привлекателна. Технически предложената концепция също не съдържа непреодолими проблеми.
За стационарни обекти с голямо значение могат да се използват балони AWACS. В случай на противовъздушна отбрана на обекти, оборудвани с балони AWACS, безпилотни летателни апарати с дълъг полет не се изискват и могат да бъдат изключени от системата за ПВО на далечни разстояния или могат да бъдат на летището в готовност за заминаване като резервно разузнаване и обозначение на целта означава.
UAV AWACS за флота
Преди това само използването на БЛА AWACS се разглеждаше в интерес на наземните системи за ПВО. Но не по -малко и вероятно по -важна задача е използването на безпилотен летателен апарат AWACS от тип квадрокоптер и безпилотен летателен апарат с голяма продължителност на полета в интерес на противовъздушната отбрана на корабите на ВМС. Предвид факта, че на тях нямаме самолетоносачи и съответно самолети AWACS, съвременните руски кораби са слабо защитени от въздушни атаки, независимо на каква ПВО са, поради физически ограничения в обхвата на откриване на нисколетящи цели.
Използването на безпилотен летателен апарат тип квадрокоптер на кораби на ВМС на Русия ще отмести значително границата на унищожаване на нисколетящи цели. Изпращането на безпилотен летателен апарат с голяма продължителност на полета и обхват до района, където се намират военноморските кораби, ще им даде допълнителни възможности за разузнаване на вражеските сили и издаване на целеви обозначения за ракети с голям обсег.
Невъзможно е да се изключи използването на балони и дирижабли AWACS в интерес на ВМС, особено след като има исторически примери за използването на балони от руския флот.
изводи
Наземната и повърхностната отбрана на въздуха без възможност за атака на ниско летящи цели на голямо разстояние ще бъдат победени.
За да се реши този проблем, в интерес на системите за ПВО с малък и среден обсег е необходимо да се създаде БЛА AWACS от тип квадрокоптер, за предпочитане с захранване чрез кабел от превозното средство.
За система за ПВО на далечни разстояния е необходимо да се засили разработването на БЛА AWACS с голяма продължителност на полета.
За стационарни обекти с голямо значение могат да се използват балони AWACS.
Всички горепосочени системи (безпилотни летателни апарати AWACS от тип квадрокоптер, безпилотни летателни апарати AWACS с голяма продължителност на полета и балони AWACS) са от голямо значение за повишаване на ефективността и оцеляването не само на наземните системи за ПВО, но и на корабите на ВМС на Русия.
