1. Introduzione
Nel terzo articolo della serie, è stato motivato il punto di vista secondo il quale la nostra portaerei, l'ammiraglio Kuznetsov, è già così obsoleta che invece di ripararla, è meglio costruire una nave più nuova. Durante la posa di due UDC pr 23900 Ivan Rogov, è stato annunciato che il costo dell'ordine per ciascuno di essi sarebbe stato di 50 miliardi di rubli, che è inferiore al costo della riparazione di Kuznetsov. Inoltre, supponiamo che se ordini un incrociatore per il trasporto di aerei (AK) basato sullo scafo UDC, lo scafo AK non costerà più dello scafo UDC.
Negli ultimi 15 anni presentiamo periodicamente i progetti della portaerei Storm, che per massa e dimensioni si avvicina all'americana Nimitz. La stima del costo di 10 miliardi di dollari di The Storm uccide l'intera idea. Infatti, oltre allo Storm, è necessario costruire per esso un aereo AUG e Yak-44 (AWACS) e un complesso di addestramento per piloti di ala aerea. Il budget della nostra flotta sottofinanziata non sarà ovviamente in grado di coprire tali spese.
2. Parametri di base del concetto AK
L'autore non è un esperto di costruzioni navali o aeronautiche. Le caratteristiche tecniche riportate nell'articolo sono approssimative e ottenute per confronto con campioni noti. Se gli specialisti vogliono correggerli, ciò aumenterà significativamente la qualità della proposta e il Ministero della Difesa non può ignorarlo.
2.1 I compiti principali dell'AK
• supporto aereo per le operazioni di terra, compreso l'assalto anfibio a teatri remoti. Profondità di operazioni fino a 500-600 km dall'AK;
• infliggere attacchi aerei al KUG nemico;
• ricognizione della situazione in mare entro un raggio fino a 1000 km;
• ricerca di sottomarini utilizzando veicoli aerei senza equipaggio (UAV) con un magnetometro a distanze fino a 100 km davanti all'AK.
Le limitazioni dell'ambito dei compiti sono che l'AK non dovrebbe colpire gli AUG e, quando colpiscono il territorio nemico, gli UAV dell'ala aerea non dovrebbero avvicinarsi agli aeroporti su cui si basano i cacciabombardieri (IB), a una distanza inferiore a 300 km. Nel caso in cui un gruppo di UAV subisca un attacco inaspettato da parte dell'IS del nemico, gli UAV dovrebbero condurre solo combattimenti aerei a lungo raggio con esso, mentre contemporaneamente si muovono verso l'AK.
2.2 Peso e dimensioni
Per ridurre il più possibile il costo dell'AK, limiteremo il suo dislocamento completo - 25 mila tonnellate, che corrisponde alle dimensioni dell'UDC - 220 * 33 m. valutare cosa è più redditizio: mantenere questa dimensione o sostituirla con una più conveniente per AK - 240 * 28 m Il trampolino di lancio a prua deve essere presente. Supponiamo che scelgano 240 * 28 m.
2.3 Selezione del tipo di sistema di difesa aerea
Una versione tipica, quando su una portaerei sono installati solo sistemi di difesa aerea a corto raggio (MD), è di scarsa utilità per la Russia. Non abbiamo i nostri cacciatorpediniere URO, anche le fregate dell'ammiraglio Gorshkov non sono affollate e non risolvono il problema della difesa missilistica. Pertanto, dovrai installare un vero e proprio sistema di difesa aerea a lungo raggio sull'AK. La proposta per l'aspetto del complesso radar (RLC) di un tale sistema di difesa aerea è data nell'articolo precedente, dove viene mostrato che il radar di difesa missilistica dovrebbe avere 4 array di antenne a fase attiva (AFAR) con un'area di 70-100 mq. Inoltre, sulla sovrastruttura dovrebbero essere posizionate antenne di un radar multifunzionale (MF), un complesso di contromisure elettroniche (KREP) e il riconoscimento dello stato. Non sarà possibile trovare tali aree sulla sovrastruttura posta a lato, come sull'UDC.
2.4 Progettazione della sovrastruttura
Si propone di considerare un'opzione con il posizionamento della sovrastruttura nell'intera larghezza del ponte e posizionarla il più vicino possibile alla prua della nave. La parte inferiore della sovrastruttura, alta 7 m, è vuota. Inoltre, le parti anteriore e posteriore del vano vuoto sono chiuse dalle ante del cancello. Durante il decollo e l'atterraggio, le porte si aprono e vengono installate lungo le fiancate della nave con una leggera espansione di circa 5°.
Questa espansione costituisce il flare d'ingresso nel caso in cui se l'UAV durante l'atterraggio è fortemente spostato rispetto al centro della pista di lato, il flare impedirà all'ala di colpire direttamente la parete della sovrastruttura. Inoltre, in caso di incidente, gli ugelli del sistema antincendio sono installati nel soffitto della parte vuota della sovrastruttura. Di conseguenza, la larghezza della pista è limitata solo dalla larghezza della parte inferiore della sovrastruttura ed è pari a 26 m, il che consente di piantare UAV con un'apertura alare fino a 18-19 m e un'altezza della chiglia di fino a 4 m., che è in prontezza costante e, possibilmente, con i motori caldi.
L'altezza della sovrastruttura sopra l'impalcato deve essere di almeno 16 M. La disposizione delle antenne sui bordi laterali della sovrastruttura è mostrata in Fig. 1 del precedente articolo. Sulle facce anteriore e posteriore della sovrastruttura, il radar di difesa missilistica AFAR non può essere posizionato allo stesso modo di quelli laterali, poiché questi AFAR si trovano sopra i cancelli e l'altezza totale della sovrastruttura per accoglierli non è sufficiente. Dobbiamo ruotare questi AFAR di 90 °, cioè posizionare il lato lungo dell'AFAR in orizzontale e il lato corto in verticale.
Durante il periodo minacciato, a poppa del ponte dovrebbero essere posizionate altre 3 coppie di UAV IS con 4 missili a medio raggio (SD) R-77-1 o 12 missili a corto raggio (MD) descritti nella sezione 5. Quindi il la lunghezza della pista disponibile diminuirà a 200 m.
3. Il concetto di UAV utilizzato
Poiché si presume che le battaglie aeree saranno piuttosto un'eccezione, gli UAV IS dovrebbero essere subsonici. È anche vantaggioso per una piccola portaerei avere piccoli UAV. Sono quindi più facili da trasportare nell'hangar, richiedono una pista più corta e lo spessore del ponte richiesto è ridotto. Limitiamo il peso massimo al decollo di un UAV IS a 4 tonnellate, quindi l'ala può contenere fino a 40 UAV. Supponiamo che il carico massimo di combattimento di un tale UAV sia di 800-900 kg e, a causa del telaio basso, un missile di tale massa non possa essere sospeso sotto la fusoliera. Pertanto, il carico massimo dovrebbe essere costituito da due razzi da 450 kg. Inoltre, non è possibile aumentare il peso al decollo dell'UAV, altrimenti le dimensioni dell'AK dovranno essere aumentate e si trasformerà in una normale portaerei.
I missili aria-superficie (VP) di peso inferiore a 450 kg hanno, di regola, un basso raggio di lancio e non consentono loro di essere utilizzati da distanze superiori al raggio di tiro anche dei sistemi SD SAM. Dei missili V-V, sarà possibile utilizzare solo il missile SD SD R-77-1 con un raggio di lancio di 110 km. Considerando che il lanciamissili americano AMRAAM ha un raggio di lancio di 150 km, sarà problematico vincere una battaglia aerea a lungo raggio. Anche UR BD R-37 non è adatto a causa del peso di 600 kg. Di conseguenza, sarà necessario lo sviluppo di armi alternative, ad esempio bombe plananti (PB) e missili plananti (GL), discusse nella Sezione 5.
La piccola massa di un UAV IS non gli consentirà di avere l'intero set di apparecchiature situato su un IS presidiato. Dovremo sviluppare opzioni combinate, ad esempio radar e contromisure elettroniche (KREP), o combinare UAV in coppia: su un radar e sull'altro una varietà di ottiche e intelligenza elettronica.
Se a un UAV viene assegnato il compito di condurre un combattimento aereo ravvicinato, l'UAV deve avere un sovraccarico chiaramente superiore alle capacità di un IS con equipaggio, ad esempio 15 g. Sarà inoltre necessaria una linea di comunicazione completa e immune al rumore con l'operatore. Di conseguenza, il carico di combattimento diminuirà ancora di più. È più facile limitarsi al combattimento a distanza e al sovraccarico di 5 g.
Nei conflitti regionali, è spesso necessario colpire obiettivi insignificanti, il cui costo è così basso che l'uso di missili ad alta precisione risulta ingiustificato - e troppo costoso, e la massa del missile è troppo grande. L'uso di munizioni a scorrimento consente di ridurre sia il peso che il prezzo e il raggio di lancio aumenta. Ne consegue che l'altitudine di volo dovrebbe essere la più alta possibile.
Il supporto informativo dell'AK è fornito dal secondo tipo di UAV: rilevamento radar a raggio precoce (AWACS). Deve avere un lungo tempo di servizio - 6-8 ore, per le quali supporremo che la sua massa dovrà essere aumentata a 5 tonnellate. Nonostante la sua piccola massa, l'AWACS UAV dovrebbe fornire approssimativamente le stesse caratteristiche dell'Hawkey AWACS, che ha una massa di 23 tonnellate.
Il prossimo articolo sarà dedicato al tema degli UAV AWACS. Qui ci limitiamo a notare che la differenza tra gli AWACS proposti e quelli esistenti è che le antenne radar occupano la maggior parte dei lati dell'UAV, per cui è in fase di sviluppo un tipo speciale di UAV con un'ala superiore a forma di V che non oscura l'AFAR laterale sviluppato.
4. L'aspetto dell'UAV IB
L'UAV americano Global Hawk utilizza un motore di un aereo passeggeri, la cui parte fredda è modificata per funzionare in un'atmosfera rarefatta. Di conseguenza, è stata raggiunta un'altitudine di volo di 20 km con una massa di 14 tonnellate, un'apertura alare di 35 me una velocità di 630 km / h.
Per un UAV IB, l'apertura alare non dovrebbe essere superiore a 12-14 m. La lunghezza della fusoliera è di circa 8 m. Quindi, l'altitudine di volo, a seconda del carico di combattimento e della disponibilità di carburante, dovrà essere ridotta a 16- 18 km e la velocità di crociera dovrebbe essere aumentata a 850-900 km / h …
Il rapporto spinta/peso dell'UAV deve essere sufficiente per ottenere un rateo di salita di almeno 60 m/s. La durata del volo è di almeno 2,5-3 ore.
4.1 Caratteristiche del radar IS
Per il combattimento aereo a lungo raggio, il radar ha due AFAR: un muso e una coda. Le dimensioni esatte della fusoliera sono da determinare in futuro, ma ora ipotizziamo che i diametri del radar AFAR siano pari a 70 cm.
Il compito principale del radar è rilevare vari bersagli, per i quali viene utilizzato l'AFAR principale della gamma di 5, 5 cm Inoltre, è necessario sopprimere il radar di difesa aerea nemico. È molto difficile posizionare un KREP di potenza sufficiente su un piccolo UAV, quindi, invece di KREP, utilizzeremo lo stesso radar. Per fare ciò, è necessario fornire un intervallo di lunghezze d'onda AFAR più ampio di quello del radar soppresso. Nella maggior parte dei casi, questo ha successo. Ad esempio, il radar del sistema di difesa aerea Patriot opera nel raggio di 5, 2-5, 8 cm, che si sovrappone all'AFAR principale. Per sopprimere il radar IS nemico e il radar di guida Aegis, sarà necessario disporre di una gamma AFAR di 3-3, 75 cm, pertanto, prima di volare in una missione specifica, è necessario equipaggiare i radar AFAR delle gamme richieste. Puoi persino installare la gamma AFAR del naso di 5, 5 cm e la coda - 3 cm Il resto delle unità radar rimane universale. Il potenziale energetico del radar è almeno un ordine di grandezza maggiore del potenziale di qualsiasi KREP. Di conseguenza, IS utilizzato come jammer può coprire un gruppo che opera da aree sicure. Per sopprimere il radar Aegis MF, sarà necessario un AFAR della gamma di 9-10 cm.
4.2 Progettazione e caratteristiche del radar
Il radar AFAR contiene 416 moduli ricetrasmettitori (TPM), che sono combinati in cluster (matrici quadrate 4 * 4 PPM. Dimensione matrice 11 * 11 cm.). In totale, AFAR contiene 26 cluster. Ogni PPM è composto da un trasmettitore da 25 W e da un pre-ricevitore. I segnali provenienti dalle uscite di tutti e 16 i ricevitori vengono sommati e infine amplificati nel canale ricevente, la cui uscita è collegata a un convertitore analogico-digitale. L'ADC campiona istantaneamente il segnale a 200 MHz. Dopo aver convertito il segnale in forma digitale, entra nel processore di segnale, dove viene filtrato dalle interferenze e prende una decisione sul rilevamento del bersaglio o sulla sua assenza.
La massa di ciascun APAR è di 24 kg. AFAR richiede il raffreddamento a liquido. Il frigorifero pesa altri 7 kg, ecc. Il peso totale di un radar aereo con due AFAR è stimato a 100 kg. Consumo energetico - 5 kW.
La piccola area dell'AFAR non consente di ottenere le caratteristiche di un radar aereo pari a quello di un tipico radar per la sicurezza delle informazioni. Ad esempio, il raggio di rilevamento di un IS con una superficie riflettente effettiva (EOC) è di 3 mq. in una tipica area di ricerca 60°*10° è pari a 120 km. L'errore di inseguimento angolare è di 0,25 °.
Con tali indicatori, è difficile contare sulla vittoria nel combattimento aereo a lungo raggio.
4.3 Modo per aumentare la portata del radar
Come via d'uscita, puoi suggerire l'uso di azioni di gruppo. Per questo, gli UAV devono avere una linea di comunicazione ad alta velocità tra di loro. Molto semplicemente, tale linea può essere implementata se un cluster di radar viene posizionato sulle superfici laterali dell'UAV. Quindi la velocità di trasmissione può raggiungere i 300 Mbit/s a una distanza massima di 20 km.
Considera un esempio quando 4 UAV IS hanno volato in missione. Se tutti e 4 i radar scansionano lo spazio in modo sincrono, la potenza che irradia il bersaglio del segnale aumenterà di 4 volte. Se tutti i radar emettono impulsi rigorosamente alla stessa frequenza, allora possiamo presumere che un radar con potenza quadrupla stesse operando. Anche il segnale ricevuto da ciascun radar sarà quadruplicato. Se tutti i segnali ricevuti vengono inviati a bordo dell'UAV principale del gruppo e riassunti lì, la potenza aumenterà di 4 volte di più. Di conseguenza, con un funzionamento ideale dell'apparecchiatura, la potenza del segnale ricevuto dai quattro radar radar sarà 16 volte maggiore di quella di un singolo radar. Nell'attrezzatura reale, ci saranno sempre perdite di somma, a seconda della qualità dell'attrezzatura. Non si possono citare dati specifici, poiché di tali opere non si sa nulla, ma è abbastanza plausibile una stima del fattore di perdita della metà. Quindi l'aumento di potenza avverrà 8 volte e il raggio di rilevamento aumenterà di 1, 65 volte. Di conseguenza, il raggio di rilevamento dell'IS aumenterà a 200 km, che supera il raggio di lancio del lanciamissili AMRAAM e consentirà il combattimento aereo.
5. Munizioni guidate a scorrimento
Considera solo bombe e missili plananti (PB e PR).
Il PBU-39 era originariamente concepito per colpire bersagli fissi ed era guidato da segnali GPS o inerziali. Il costo del PB è stato moderato: $ 40 mila.
Apparentemente, in seguito si è scoperto che la custodia PB con un diametro di 20 cm non è in grado di schermare il ricevitore GPS dalle interferenze emesse dai CREP a terra. Poi la guida ha cominciato a essere migliorata. L'ultima modifica ha già un cercatore attivo. L'errore di mira è diminuito a 1 m, ma il prezzo PB è aumentato a $ 200 mila, il che non è molto adatto per le guerre regionali.
5.1 Proposta per la costituzione del PB
Puoi proporre di abbandonare la guida GLONASS e passare alla guida del comando PB. Ciò è possibile se il bersaglio può essere rilevato dal radar sullo sfondo dei riflessi degli oggetti circostanti, ovvero è il contrasto radio. Per puntare al PB, è necessario installare:
• sistema di navigazione inerziale, che consente di mantenere il movimento rettilineo del PB per almeno 10 s;
• altimetro a bassa quota (inferiore a 300 m);
• una segreteria telefonica radio, che ritrasmette indietro il segnale di interrogazione del radar di bordo.
Supponiamo che il radar possa rilevare un bersaglio a terra in una delle tre modalità:
• il bersaglio è così grande che può essere rilevato sullo sfondo delle riflessioni dalla superficie nella modalità del raggio fisico, cioè quando l'IS sta volando direttamente su di esso;
• il bersaglio è piccolo e può essere rilevato solo in modalità raggio sintetizzato, cioè osservando il bersaglio di lato per alcuni secondi;
• il bersaglio è piccolo, ma si muove ad una velocità superiore a 10-15 km/he può essere distinto su questa base.
L'accuratezza della guida dipende dal fatto che una guida o una coppia di IS conducano. Un singolo radar può misurare con precisione la distanza dal PB con un errore di 1-2 m, ma l'azimut viene misurato con un grande errore - con una singola misurazione di 0,25 °. Se si osserva il PB 1-3 s, l'errore laterale può essere ridotto a 0, 0005-0, 001 dal valore dell'intervallo al PB. Quindi, a una distanza di circa 100 km, l'errore laterale sarà pari a 50-100 m, che è adatto solo per sparare a bersagli nell'area.
Supponiamo che ci sia una coppia di unità di sicurezza delle informazioni distanziate di 10-20 km l'una dall'altra. Le coordinate reciproche dell'IS sono note con l'aiuto di GLONASS in modo abbastanza accurato. Quindi, misurando le distanze dal PB a IS e costruendo un triangolo, è possibile ridurre l'errore a 10 m.
Nei casi in cui è richiesta una maggiore precisione di guida, sarà necessario utilizzare un cercatore, ad esempio televisivo, in grado di rilevare un bersaglio da una distanza superiore a 1 km. È possibile considerare la possibilità di trasmettere un'immagine televisiva all'operatore a bordo della nave.
5.2 Uso di missili plananti
La tattica scelta per condurre battaglie aeree stabilisce che in caso di rilevamento dell'attacco IS di un nemico, è necessario sparargli a lunghe distanze e, girandosi immediatamente, partire in direzione dell'AK. I missili BD R-37 sono completamente inadatti a causa del peso di 600 kg e gli UR SD R-77-1 sono parzialmente adatti. Anche la loro massa non è piccola - 190 kg e il raggio di lancio è troppo piccolo - 110 km. Pertanto, prenderemo in considerazione la possibilità di utilizzare PR.
Supponiamo che l'UAV si trovi a un'altitudine di 17 km. Lascia che venga attaccato da un IS che vola a una velocità di crociera supersonica di 500 m/s (1800 km/h) ad un'altitudine di 15 km. Supponiamo che l'IS attacchi l'UAV con un angolo di 60°. Quindi l'UAV dovrà ruotare di 120° per evitare IS. A una velocità di volo di 250 m / se un sovraccarico di 4 g, una virata richiederà 12 secondi. Per chiarezza, impostiamo la massa PR di 60 kg, che consentirà all'UAV di avere un carico di munizioni di 12 PR.
Considera le tattiche di guerra. Lascia che l'IS attacchi l'UAV nella variante più sfavorevole per l'UAV - al centro di controllo esterno. Quindi l'IS prima del lancio dell'UR non accende il radar e può essere rilevato solo dal radar dell'UAV. Anche se usiamo la scansione di gruppo da quattro radar di bordo del gruppo, il raggio di rilevamento sarà sufficiente solo per la sicurezza delle informazioni convenzionale - 200 km. Per l'F-35, l'autonomia scenderà a 90 km. L'aiuto qui può essere fornito da un radar di difesa missilistica AK in grado di rilevare un F-35 che vola a un'altitudine di 15 km a una distanza di 500 km.
La decisione sulla necessità di ritirare l'UAV viene presa quando la distanza dall'IS è ridotta a 120-150 km. Considerando che la battaglia si svolge ad altitudini superiori ai 15 km, allora non ci sono quasi nuvole. Quindi l'UAV, utilizzando TV o telecamere IR, può registrare che l'IS ha lanciato l'UR. Se l'IS si trova nella zona di visibilità del radar di difesa missilistica, anche il lancio del sistema di difesa missilistico può essere rilevato da questo radar.
Se l'IS continua ad avvicinarsi all'UAV senza lanciare l'UR, l'UAV ripristina la prima coppia di PR. Al momento della discesa al PR, l'ala portante si apre e inizia a planare in una determinata direzione. In questo momento, l'UAV continua a girare e, quando il PR si trova nella zona di azione dell'AFAR di coda, cattura il PR per il tracciamento. Una COPPIA di PR continua a pianificare, disperdendosi fino a 10 km per prendere l'IB in tick. Quando la distanza dal PR all'IS si riduce a 30-40 km, l'operatore emette un comando per avviare i motori PR, che accelereranno a 3-3,5 M. poiché l'energia del PR è sufficiente per compensare la perdita di altezza. Sul PR deve essere installato un transponder, che aiuta a dirigere il PR con elevata precisione. Il cercatore radar su PR non è richiesto: è sufficiente avere un semplice cercatore IR o TV.
Se l'IS nel processo dell'inseguimento è riuscito ad avvicinarsi all'UAV a una distanza di circa 50 km, può lanciare il lanciamissili. In questo caso, le PR vengono utilizzate nella modalità di difesa missilistica. Il PR si scarica nel modo consueto, ma dopo aver aperto l'ala, il PR fa una virata verso l'UR e poi avvia il motore. Poiché l'intercettazione avviene in rotta di collisione, non è necessario un ampio campo visivo dal cercatore ottico.
NOTA: per discutere le tattiche di utilizzo di AK, è necessario prima considerare i metodi per ottenere il centro di controllo. Ma le questioni relative alla costruzione dell'informatore principale - un UAV AWACS, che opera nei teatri marittimi, saranno prese in considerazione nel prossimo articolo.
6. Conclusioni
• l'AK proposto costerà molte volte meno della portaerei Storm;
• in termini di criterio di efficienza dei costi, AK supererà significativamente Kuznetsov;
• un potente sistema di difesa aerea fornirà difesa missilistica e difesa aerea AUG, e gli UAV assicureranno il rilevamento costante dei sottomarini nemici;
• le munizioni plananti sono molto più economiche dei normali lanciamissili e consentiranno una copertura aerea a lungo termine nei conflitti regionali;
• AK è ottimale per supportare operazioni anfibie;
• basato su AK UAV AWACS può essere utilizzato per centro di controllo da altri KUG-am;
• sviluppato da AK, UAV, PB e PR può essere esportato con successo.
