Missili aria-aria: evoluzione forzata

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Missili aria-aria: evoluzione forzata
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Anonim
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Lo sviluppo della tecnologia porta all'emergere di promettenti sistemi di combattimento, a cui diventa quasi impossibile resistere con le armi esistenti. In particolare, promettenti missili aria-aria e sistemi di autodifesa laser per aerei da combattimento possono cambiare radicalmente il formato di una guerra aerea. Abbiamo precedentemente esaminato le tecnologie pertinenti negli articoli Armi laser su aerei da combattimento. Puoi resistergli? e missili antimissile aria-aria. Verranno inoltre sviluppati sistemi di guerra elettronica (EW), in grado di contrastare efficacemente i missili aria-aria e terra-aria (W-E) con una testa di ricerca. Inoltre, su aerei da combattimento su larga scala, ad esempio, come il promettente bombardiere americano B-21 Raider, questi complessi possono essere paragonabili in termini di efficienza alle apparecchiature di guerra elettronica schierate su aerei specializzati.

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Naturalmente, l'emergere di sistemi di difesa avanzati per aerei da combattimento non può rimanere senza risposta, e sarà necessaria una corrispondente evoluzione di missili aria-aria, in grado di superare tale protezione con una probabilità accettabile.

Questo compito sarà piuttosto difficile, poiché i promettenti sistemi di autodifesa si completano a vicenda, rendendo difficile lo sviluppo di contromisure efficaci. Ad esempio, l'emergere di sistemi di autodifesa laser richiederà di dotare i missili di una protezione anti-laser, che, contrariamente alla credenza popolare, non può essere realizzata con lamina o vernice argentata e sarà piuttosto pesante e ingombrante. A sua volta, l'aumento della massa e delle dimensioni dei missili V-V li renderà bersagli più facili per gli antimissili V-V, che non richiedono protezione anti-laser.

Pertanto, al fine di dotare promettenti missili aria-aria della capacità di colpire promettenti aerei da combattimento dotati di missili antimissile, sistemi di autodifesa laser e mezzi di guerra elettronica, sarà necessario attuare tutta una serie di misure, che prenderemo in considerazione in questo articolo.

motori

Il motore è il cuore dei razzi V-V. Sono i parametri del motore che determinano la portata e la velocità del missile, la massa massima ammissibile del cercatore (GOS) e la massa della testata (testata). Inoltre, la potenza del motore è uno dei fattori che determinano la manovrabilità del razzo.

Attualmente, i principali sistemi di propulsione per i missili aria-aria sono ancora motori a razzo a propellente solido (motori a razzo a propellente solido). Una soluzione promettente è un motore ramjet (ramjet) - questo è installato sull'ultimo missile europeo MBDA Meteor.

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L'uso di un motore a reazione consente di aumentare il raggio di tiro, mentre un missile di gittata comparabile con propellenti solidi avrà grandi dimensioni o peggio caratteristiche energetiche, che influiranno negativamente sulla sua capacità di manovrare intensamente. A sua volta, il ramjet può anche avere limitazioni nell'intensità di manovra a causa delle limitazioni negli angoli di attacco e di scorrimento richiesti per il corretto funzionamento del ramjet.

Pertanto, i promettenti missili V-B includeranno in ogni caso propellenti solidi per raggiungere la velocità minima richiesta per lanciare un ramjet e il ramjet stesso. È possibile che i missili VB diventino a due stadi: il primo stadio includerà propellenti solidi per l'accelerazione e un motore a reazione, e il secondo stadio includerà solo propellenti solidi per garantire manovre intensive nella sezione finale, quando si avvicina al bersaglio, anche per eludere i missili aerei e ridurre l'efficacia dei sistemi laser di autodifesa nemici.

Invece del combustibile solido utilizzato nei propellenti solidi, possono essere sviluppati combustibili gel o pastosi (RPM). Tali motori sono più difficili da progettare e produrre, ma forniranno migliori caratteristiche energetiche rispetto al combustibile solido, nonché il potenziale di strozzamento della spinta e la capacità di attivare / disattivare l'RPM.

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Super manovrabilità

Nei promettenti missili aria-aria, sarà necessaria la possibilità di manovre intensive non solo per sconfiggere bersagli altamente manovrabili, ma anche per eseguire manovre intensive che prevengano la sconfitta degli antimissili VV e riducano l'efficacia dell'autodiagnosi laser del nemico. sistemi di difesa.

Per aumentare la manovrabilità dei missili V-V, è possibile utilizzare motori di controllo vettoriale di spinta (VVT) e / o motori di controllo trasversale come parte di una cintura di controllo gas-dinamica.

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L'uso dell'UHT o di una cintura di controllo gas-dinamica consentirà ai promettenti missili V-V di aumentare l'efficienza nel superare i promettenti sistemi di autodifesa nemici e garantire che il bersaglio venga colpito con un colpo diretto (hit-to-kill).

È necessario fare un'osservazione - la capacità di manovrare intensamente, anche con energia sufficiente di un razzo VV fornito da un ramjet o RPMT, non fornirà un'efficace evasione dagli antimissili nemici - sarà necessario garantire il rilevamento dell'arrivo anti-missili, poiché fornirà manovre intensive durante il volo missilistico B-B è impossibile.

Visibilità ridotta

Affinché un sistema di autodifesa antimissile o laser di un aereo da combattimento possa attaccare i missili aria-aria in arrivo, devono essere rilevati in anticipo. I moderni sistemi di allarme di attacco missilistico sono in grado di farlo con elevata efficienza, compresa la determinazione della traiettoria dei missili aria-aria o ovest-aria in arrivo.

Missili aria-aria: evoluzione forzata
Missili aria-aria: evoluzione forzata

L'uso di misure per ridurre la visibilità dei missili aria-aria ridurrà significativamente la portata del loro rilevamento da parte dei sistemi di allarme di attacco missilistico.

Lo sviluppo di missili con una firma ridotta è già stato effettuato. In particolare, negli anni '80 del XX secolo, gli Stati Uniti hanno sviluppato e portato alla fase di test un missile aria-aria furtivo Have Dash / Have Dash II. Una delle varianti del razzo Have Dash prevedeva l'uso di un ramjet, che, a sua volta, sarebbe stato utilizzato nel suddetto razzo B-B testato nel Golfo Persico.

Il razzo Have Dash ha un corpo realizzato in un composito radioassorbente a base di grafite dalla caratteristica forma sfaccettata con una sezione trasversale triangolare o trapezoidale. A prua c'era una carenatura radiotrasparente / IR-trasparente, sotto la quale c'era un cercatore dual-mode con radar attivo e canali di guida infrarossi passivi, un sistema di guida inerziale (INS).

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Al momento dello sviluppo, l'aeronautica statunitense non aveva bisogno di missili stealth, quindi il loro ulteriore sviluppo è stato sospeso e possibilmente classificato e trasferito allo stato di programmi "neri". In ogni caso, gli sviluppi sui missili Have Dash possono e saranno utilizzati in progetti promettenti.

Nei promettenti missili V-B, possono essere prese misure per ridurre la firma sia nelle gamme di lunghezze d'onda radar (RL) che infrarosse (IR). La torcia motore può essere parzialmente schermata da elementi strutturali, il corpo è realizzato in materiali compositi radioassorbenti, tenendo conto dell'ottimale ri-riflessione della radiazione radar.

La riduzione della firma radar dei promettenti missili V-V sarà ostacolata dalla necessità di fornire loro contemporaneamente un'efficace protezione anti-laser.

Protezione anti-laser

Nel prossimo decennio, le armi laser potrebbero diventare un attributo integrale degli aerei da combattimento e degli elicotteri. Nella prima fase, le sue capacità consentiranno di garantire la sconfitta del cercatore ottico dei missili V-V e Z-V e, in futuro, con l'aumentare della potenza, gli stessi missili V-V e Z-V.

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Una caratteristica distintiva delle armi laser è la capacità di reindirizzare quasi istantaneamente il raggio da un bersaglio all'altro. Ad alta quota e velocità di volo, è impossibile fornire protezione con cortine fumogene, la trasparenza ottica dell'atmosfera è elevata.

Sul lato del missile V-V c'è la sua alta velocità: è improbabile che la portata effettiva di un'arma di autodifesa laser superi i 10-15 chilometri, il missile V-V coprirà questa distanza in 5-10 secondi. Si può presumere che un laser da 150 kW impiegherà 2-3 secondi per colpire un missile V-V non protetto, ovvero un complesso laser di autodifesa può respingere l'impatto di due o tre di questi missili.

Per superare promettenti sistemi di autodifesa laser, sarà necessario organizzare un approccio simultaneo al bersaglio di un gruppo di missili V-B o aumentare la loro protezione contro le armi laser.

Le questioni relative alla protezione delle munizioni da potenti radiazioni laser sono state discusse nell'articolo Resist Light: Protection contro le armi laser.

Si possono distinguere due direzioni. Il primo è l'uso della protezione ablativa (dal latino ablatio - togliere, trascinamento di massa) - il cui effetto si basa sulla rimozione di materia dalla superficie dell'oggetto protetto mediante un flusso di gas caldo e/o su la ristrutturazione dello strato limite, che insieme riduce notevolmente il trasferimento di calore alla superficie protetta.

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La seconda direzione sta coprendo il corpo con diversi strati protettivi di materiali refrattari, ad esempio un rivestimento ceramico su una matrice composita carbonio-carbonio. Inoltre, lo strato superiore deve avere un'elevata conduttività termica per massimizzare la distribuzione del calore del riscaldamento laser sulla superficie della custodia e lo strato interno deve avere una bassa conduttività termica per proteggere i componenti interni dal surriscaldamento.

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La domanda principale è quale spessore e massa dovrebbe essere il rivestimento del razzo V-B per resistere all'impatto di un laser con una potenza di 50-150 kW o più e come influenzerà le caratteristiche di manovrabilità e dinamiche del razzo. Deve anche essere combinato con i requisiti di invisibilità.

Un compito altrettanto difficile è proteggere il cercatore di missili. L'applicabilità dei missili V-V con cercatore IR contro velivoli dotati di sistemi di autodifesa laser è in discussione. È improbabile che gli otturatori passivi termo-ottici siano in grado di resistere all'impatto della radiazione laser con una potenza da decine a centinaia di kilowatt e gli otturatori meccanici non forniscono la velocità di chiusura richiesta per proteggere gli elementi sensibili.

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Forse sarà possibile ottenere il funzionamento del cercatore IR nella modalità "visualizzazione istantanea", quando la testa di homing è quasi sempre chiusa con un diaframma in tungsteno e si apre solo per un breve periodo di tempo per ottenere un'immagine del bersaglio - nel momento in cui non c'è radiazione laser (la sua presenza dovrebbe essere determinata da un sensore speciale) …

Per garantire il funzionamento di una testa di homing radar attiva (ARLGSN), i materiali di protezione devono essere trasparenti nell'intervallo di lunghezze d'onda appropriato.

Protezione EMP

Per distruggere missili aria-aria a grande distanza, il nemico può potenzialmente utilizzare antimissili V-V con una testata che genera un potente impulso elettromagnetico (munizioni EMP). Una munizione EMP può potenzialmente colpire più missili V-B nemici contemporaneamente.

Per ridurre l'impatto dell'EMP delle munizioni, i componenti elettronici possono essere schermati da materiali feromagnetici, ad esempio, qualcosa come un "tessuto di ferrite" con elevate proprietà assorbenti, con un peso specifico di soli 0,2 kg / m2sviluppato dalla società russa "Ferrit-Domain".

I componenti elettronici possono essere utilizzati per aprire circuiti in caso di forti correnti di induzione - diodi zener e varistori e ARLGSN possono essere realizzati sulla base di ceramiche co-fired a bassa temperatura resistenti alle EMI (Low Temperature Co-Fired Ceramic - LTCC).

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Applicazione Salvo

Uno dei modi per superare la protezione dei promettenti aerei da combattimento è l'uso massiccio di missili B-B, ad esempio diverse dozzine di missili in una salva. Il nuovissimo caccia F-15EX può trasportare fino a 22 missili AIM-120 o fino a 44 missili CUDA di piccole dimensioni, il caccia russo Su-35S - 10-14 missili VV (è possibile che il loro numero possa essere aumentato a causa della l'uso di piloni a doppia sospensione o l'uso di missili V-V di dimensioni ridotte). Il caccia di quinta generazione Su-57 ha anche 14 punti di sospensione (compresi quelli esterni). Le capacità di altri caccia di quinta generazione sono più modeste in questo senso.

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La domanda è quanto saranno efficaci tali tattiche nel contrastare contemporaneamente la guerra elettronica, gli antimissili con testate elettromagnetiche, gli antimissili a medio raggio come CUDA, i piccoli antimissili come MSDM / MHTK / HKAMS e i laser a bordo auto- sistemi di difesa. Esiste la possibilità che i missili aria-aria "classici" non protetti possano diventare inefficaci a causa della loro elevata vulnerabilità ai promettenti sistemi di autodifesa per aerei da combattimento.

UAV - vettore di missili V-V

È possibile aumentare il numero di missili V-V in una salva e avvicinarli all'aereo attaccato utilizzando un velivolo senza pilota (UAV) economico e poco appariscente in combinazione con un aereo da combattimento. Tali UAV sono attualmente attivamente sviluppati nell'interesse della US Air Force.

General Atomics e Lockheed Martin, incaricati dall'Agenzia per i progetti di ricerca avanzata del Dipartimento della difesa degli Stati Uniti, DARPA, stanno sviluppando un UAV invisibile nell'aria con la capacità di utilizzare armi aria-aria nell'ambito del programma LongShot. Durante l'attacco, tali UAV possono avanzare rispetto al caccia attaccante, aumentando il numero di missili B-B in una salva, consentendo loro di risparmiare energia per il segmento finale. La scarsa visibilità radar e infrarossa del vettore UAV ritarderà il momento di attivazione dei sistemi di autodifesa di bordo dell'aeromobile attaccato.

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Per determinare il momento di attivazione dei sistemi di difesa aerea dell'aereo attaccato: il lancio di missili V-V, l'inclusione di mezzi di guerra elettronica, gli UAV possono essere equipaggiati con attrezzature specializzate. Un'opzione può essere presa in considerazione quando il vettore UAV svolgerà il ruolo di "kamikaze", seguendo i missili V-V, coprendoli con mezzi di guerra elettronica e trasmettendo la designazione del bersaglio esterno dall'aereo del vettore.

Tali UAV non devono essere in volo, ma ciò aumenterà le loro dimensioni e i loro costi. A sua volta, lo spiegamento aereo richiederà un aumento delle dimensioni e della capacità di carico del vettore, come abbiamo già discusso, fino alla comparsa di una sorta di "portaerei", di cui abbiamo discusso nell'articolo US Air Force Combat Gremlins: Rilancio del concetto di portaerei.

A cavallo dell'ipersuono

Una soluzione ancora più radicale potrebbe essere la creazione di missili V-V pesanti con submunizioni sotto forma di missili V-V di piccole dimensioni invece di una testata monoblocco. Possono essere equipaggiati con un motore a reazione che fornisce un'elevata velocità di volo supersonica o addirittura ipersonica sulla maggior parte della traiettoria.

I missili guidati antiaerei (SAM) con submunizioni con un calibro da 30 a 55 mm e una lunghezza da 400 a 800 mm sono stati creati nella Germania nazista, tuttavia, quindi erano munizioni a frammentazione (HE) non guidate ad alto potenziale esplosivo.

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In Russia, sono in fase di sviluppo promettenti missili aria-aria e missili VV pesanti per gli intercettori MiG-31 e il promettente MiG-41, in cui i promettenti missili aria-aria K-77M, che sono lo sviluppo di RVV - Missili SD, saranno usati come submunizioni. Si presume che verranno utilizzati per distruggere bersagli ipersonici: la presenza di diverse submunizioni a ricerca individuale aumenterà la probabilità di colpire bersagli complessi ad alta velocità.

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Tuttavia, si può presumere che il promettente missile pesante V-B sarà più richiesto proprio per la distruzione di aerei da combattimento dotati di promettenti sistemi di autodifesa.

Come nel caso dei vettori UAV, anche il primo stadio del missile VB, il vettore di submunizioni, può essere dotato di mezzi per rilevare un attacco da parte di antimissili, rilevare l'uso di apparecchiature di guerra elettronica da parte del nemico e il proprio equipaggiamento bellico e equipaggiamento per trasmettere la designazione del bersaglio dal vettore alle submunizioni.

Falsi obiettivi

Uno degli elementi di equipaggiamento dei vettori UAV e un'aggiunta alle submunizioni guidate di promettenti missili V-V pesanti possono diventare falsi bersagli. Ci sono alcuni problemi che complicano il loro utilizzo: le operazioni di combattimento in aria vengono condotte ad alta velocità con manovre intensive, quindi un falso bersaglio non può essere realizzato con un semplice "vuoto". Come minimo, dovrebbe includere un motore con un'alimentazione di carburante, un semplice INS e controlli, possibilmente un ricevitore per ricevere informazioni da una fonte di designazione di destinazione esterna.

Sembrerebbe: qual è il punto allora, in effetti è quasi un razzo V-V? Tuttavia, l'assenza di una testata, controllo trasversale e / o motori UHT, l'abbandono di tecnologie per ridurre la visibilità e, soprattutto, da un costoso sistema di guida, renderà un falso bersaglio molte volte più economico di un "vero" missile VB e diversi volte di dimensioni inferiori.

Cioè, invece di un missile B-B, possono essere posizionati 2-4 esche, che possono mantenere approssimativamente la rotta e la velocità rispetto ai veri missili B-B. Possono essere equipaggiati con riflettori angolari o lenti Luneberg per ottenere una superficie di scattering efficace (EPR) equivalente a quella dei "veri" missili VB.

Un'ulteriore somiglianza tra esche e veri missili aria-aria dovrebbe essere fornita da un algoritmo di attacco intelligente.

Algoritmo di attacco intelligente

L'elemento più importante che garantisce l'efficacia di un attacco con promettenti missili aria-aria dovrebbe essere un algoritmo intelligente che garantisca l'interazione del vettore aereo, vettori intermedi - un blocco booster ipersonico o UAV, submunizioni aria-aria e esche.

È necessario fornire un attacco al bersaglio dalla direzione ottimale, per sincronizzare falsi bersagli e submunizioni V-B in base all'ora di arrivo (la velocità di volo può essere modificata accendendo / spegnendo o strozzando i promettenti motori a razzo).

Ad esempio, dopo aver separato submunizioni B-B e richiami, se su quest'ultimo è presente un canale di controllo, i richiami possono eseguire semplici manovre insieme alle submunizioni B-B. In assenza di un canale di controllo per falsi bersagli, possono muoversi nella stessa direzione delle submunizioni per qualche tempo, anche quando il bersaglio cambia direzione di volo, rendendo difficile per gli intercettori VB determinare dove si trova il vero bersaglio, e dove quello falso, fino al momento in cui il tempo di virata ottimale per colpire un bersaglio da una distanza minima o distruggere un canale di controllo attraverso un UAV o uno stadio superiore.

Il nemico cercherà di attutire il controllo del "gregge" di submunizioni ed esche aviotrasportate mediante la guerra elettronica. Per contrastare ciò, si può prendere in considerazione l'opzione di utilizzare la comunicazione ottica unidirezionale "portante - UAV / stadio superiore" e "UAV / stadio superiore - submunizioni / richiami V-V".

conclusioni

La comparsa su promettenti aerei da combattimento di efficaci sistemi missilistici aria-aria, sistemi di autodifesa laser, apparecchiature di guerra elettronica, richiederà lo sviluppo di promettenti missili aria-aria di nuova generazione.

A sua volta, l'emergere di promettenti sistemi di autodifesa aerea avrà un impatto significativo sull'aviazione da combattimento - può percorrere sia il percorso di creazione di sistemi distribuiti - aerei con equipaggio e UAV di vario tipo, collegati in un'unica rete, sia lungo il percorso di aumento delle dimensioni degli aerei da combattimento e un corrispondente aumento delle armi schierate su di essi, complessi di autodifesa, equipaggiamento di guerra elettronica, aumento della potenza e delle dimensioni del radar. Inoltre, entrambi gli approcci possono essere combinati.

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I promettenti aerei da combattimento possono diventare una sorta di equivalente delle navi di superficie: fregate e cacciatorpediniere, che non schivano, ma respingono il colpo. Di conseguenza, i mezzi di attacco devono evolvere tenendo conto di questo fattore.

Indipendentemente dall'approccio scelto allo sviluppo dell'aviazione da combattimento, una cosa si può dire con certezza: il costo di condurre una guerra in aria aumenterà in modo significativo.

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