La curvatura della superficie terrestre e l'irregolarità del terreno limitano notevolmente le capacità dei sistemi di difesa aerea terrestri e navali di rilevare e sconfiggere le armi da attacco aereo a bassa quota (LAS). Come si può garantire efficacemente la possibilità di sparare con un sistema di difesa aerea su bersagli a bassa quota?
Sali più in alto
Una delle opzioni consiste nel posizionare il radar su un dispositivo di sollevamento e montante (PMU). Se posizioniamo il radar a un'altitudine di 15 metri, il raggio di visibilità di un aereo che si muove a un'altitudine di 50 metri sopra la superficie sarà di 41 km. Un aumento dell'altezza del PMU a 50 metri aumenterà il raggio di visibilità teorico di soli 13 km (fino a 54 km), mentre la complessità e l'ingombro di tali apparecchiature aumenteranno in misura molto maggiore.
Sembrerebbe che sia abbastanza normale per un sistema di difesa aerea a corto raggio del tipo Pantsir-SM? Ma in pratica, le irregolarità del terreno, delle foreste, degli edifici e di altri ostacoli naturali e artificiali ridurranno questo valore di diverse volte.
Qual è l'altezza minima per alzare il radar per garantire il rilevamento di bersagli a bassa quota?
L'altezza alla quale è necessario sollevare i mezzi di rilevamento per compensare le irregolarità del terreno può variare di volta in volta. Nella maggior parte dei casi, la differenza di altezza sul territorio pianeggiante della Russia entro un raggio di 100-200 km non supera i 100-200 metri. Nelle zone montuose la differenza può essere significativamente maggiore ed è difficile indicare un valore specifico.
Convenzionalmente, per un sistema di difesa aerea a corto raggio (fino a 40-50 km), si può prendere l'altezza necessaria per compensare le irregolarità del terreno di 100 metri, per un sistema di difesa aerea a medio raggio (fino a 50- 150 km), l'altezza necessaria per compensare le irregolarità del terreno sarà di 200 metri.
Pertanto, l'altezza minima del radar, per il rilevamento di bersagli a bassa quota, per i sistemi di difesa aerea a corto raggio sarà di circa 200 metri, per i sistemi di difesa aerea a medio raggio, di circa 700 metri. L'altitudine della stazione radar per garantire il funzionamento oltre l'orizzonte del sistema missilistico di difesa aerea a lungo raggio dovrebbe essere paragonabile all'altitudine di volo del velivolo AWACS, circa 10.000 m, in questo caso il terreno è di importanza molto minore
Le altezze indicate rendono impossibile l'utilizzo del PMU, ma ci sono molti altri modi per "guardare oltre l'orizzonte".
Radar aerostato
Uno di questi metodi è l'uso di palloncini. Il progetto JLENS è in fase di attuazione negli USA. Nell'ambito di questo progetto, è prevista l'installazione di apparecchiature radar e di ricognizione ottica su palloni fissati in alcuni punti del paese e progettati per rilevare missili da crociera a bassa quota. L'altitudine dei palloni è di 3 - 4, 5 km, la massa del carico utile è di circa tre tonnellate. Il raggio di rilevamento dei bersagli aerei dovrebbe essere di circa 550 km, i bersagli terrestri di circa 225 km. Oltre al rilevamento, il pallone JLENS dovrebbe fornire la designazione del bersaglio oltre l'orizzonte per i missili terra-aria. Per mantenere il pallone in posizione e scambiare dati, si propone di utilizzare un cavo che includa cavi di alimentazione e cavi di trasmissione dati in fibra ottica in una guaina di carbonio.
Nell'ambito del compito che stiamo considerando, questo progetto presenta diversi svantaggi: il pallone non è molto conveniente per il movimento costante su strada e, se possibile, dovrebbe essere legato a un certo punto, il che esclude la possibilità di cambiare posizione con il mobile sistemi di difesa aerea ed è inaccettabile. Inoltre, le enormi dimensioni del pallone (oltre 70 metri di lunghezza) possono teoricamente impedirne il funzionamento in condizioni di forti raffiche di vento.
D'altra parte, il concetto stesso è piuttosto promettente. Le stazioni radar posizionate sui palloni possono proteggere gli oggetti fissi dall'impatto di EHV a bassa quota, principalmente come mine per missili balistici intercontinentali (ICBM), basi sottomarine, vettori di missili balistici, aeroporti di bombardieri strategici, centrali nucleari e altri elementi critici del paese forze armate e infrastrutture. …
Pertanto, nonostante il fatto che i palloni non siano il mezzo ottimale per fornire ai sistemi di difesa aerea la possibilità di colpire bersagli oltre l'orizzonte, possono svolgere un ruolo importante nel coprire oggetti fissi particolarmente importanti da un attacco improvviso della difesa aerea nemica a bassa quota sistemi. Il loro principale vantaggio è la possibilità di rimanere quasi continuamente in aria senza un consumo significativo di carburante ed elettricità
In Russia, tali palloncini sono sviluppati da RosAeroSystems. In particolare, puoi considerare il palloncino legato di grande volume "PUMA". Il pallone Puma è stato sviluppato come vettore radar per la sorveglianza radar 24 ore su 24 da un'altitudine fino a 5 km per 30 giorni senza atterraggio.
Il raggio stimato di rilevamento e tracciamento dei bersagli aerei sarà di 300-350 km. Il pallone deve resistere a venti di uragano fino a 46 m/s e fulmini diretti. L'aerostato è trattenuto da una fune durante la salita, la discesa e la sosta ad altezza di lavoro; fornisce inoltre alimentazione agli impianti di bordo e ai carichi utili con potenza fino a 40 kW, nonché per la rimozione dei fulmini e dell'elettricità statica. Il carico utile del pallone PUMA è fino a 2250 kg.
Apparentemente, le forze armate della Federazione Russa stanno lavorando in questa direzione:
Nel luglio 2015, Vladimir Mikheev, consigliere del primo vicedirettore generale della preoccupazione "Tecnologie radioelettroniche" (KRET), ha informato RIA Novosti dell'inizio dei lavori su un progetto di dirigibile per le esigenze della difesa antimissilistica del paese. Può diventare un elemento a tutti gli effetti del sistema di avviso di attacco missilistico (EWS), che oggi consiste di due scaglioni: una costellazione di satelliti orbitali e stazioni radar a terra.
Spetta alla preoccupazione Almaz-Antey, è necessario che palloni e dirigibili non solo possano avvertire della minaccia di un attacco aereo, ma anche missili guidati antiaerei diretti (SAM) dotati di una testa di ricerca radar attiva (ARGSN) a i target individuati.
Quadrocopter e altri veicoli aerei senza equipaggio (UAV) a decollo e atterraggio verticale
Torniamo al sistema di difesa aerea. Per cominciare, considera i sistemi di difesa aerea a corto e medio raggio, per i quali è necessario sollevare il radar a un'altezza rispettivamente di 200 e 700 metri.
All'inizio del 2018, Boeing ha presentato un prototipo di un quadricottero elettrico senza pilota da carico. Questo UAV è progettato per testare ed eseguire il debug delle tecnologie necessarie per costruire la prossima generazione di aerei cargo e passeggeri. La lunghezza dell'UAV esperto è di 4,57 metri, la larghezza è di 5,49 metri, l'altezza è di 1,22 metri, il peso, compreso il peso delle batterie, è di 339 chilogrammi. Carico utile - fino a 226 kg. Il design include quattro motori elettrici con otto rotori.
I quadricotteri-UAV elettrici possono diventare una soluzione efficace per rilevare EHV a bassa quota per i sistemi di difesa aerea terrestre e marina
Un quadricottero-UAV elettrico dovrebbe essere posizionato su un veicolo portante, lì dovrebbe essere posizionato anche un gruppo elettrogeno diesel (DGU) per fornire elettricità all'UAV. Sfortunatamente, al momento non sono note la potenza dei motori elettrici del quadricottero esperto, il tempo di ricarica della batteria e il tempo di volo.
Si possono considerare due opzioni:
- nella prima versione non sono necessarie batterie per mantenere un lungo volo, l'alimentazione è fornita dal veicolo del vettore, è presente solo una piccola batteria di backup per l'atterraggio di emergenza dell'UAV, presumibilmente questa opzione può essere considerata ottimale;
- la seconda opzione può essere utilizzata se la massa del cavo necessaria per fornire la potenza necessaria al quadrirotore risulta essere troppo grande, in questo caso il quadrirotore deve essere dotato di batterie ricaricabili o di supercondensatori (supercondensatori) con ricarica rapida funzione.
Per garantire la continuità di essere in volo su quattro sistemi di difesa aerea a corto raggio, sono necessari almeno due veicoli portaerei con UAV. Il tempo trascorso dall'UAV in volo sarà limitato solo dalla disponibilità di carburante per il gruppo elettrogeno diesel.
Invece di un quadricottero elettrico, è possibile implementare UAV basati su motori a pistoni a benzina o diesel. In Russia, lo sviluppo e la produzione di tali soluzioni viene effettuato da SKYF Technology, che offre al cliente SKYF UAV a decollo e atterraggio verticali. Al momento, la capacità di carico dell'UAV SKYF è di 250 chilogrammi con la prospettiva di aumentarla a 400 chilogrammi. L'altitudine di volo di questo UAV è fino a 3000 metri.
In precedenza, la società Gorizont ha annunciato un UAV Gorizont Air S-100 di tipo elicottero con un radar a tutto tondo basato sull'austriaco Schiebel Camcopter S-100. Il radar Kolibri, montato su questo UAV, e installato nella parte inferiore della fusoliera, è in fase di sviluppo in collaborazione con l'Istituto di ricerca di radiofisica di Mosca. La massa totale dell'apparecchiatura radar non deve essere superiore a 6,5 kg, la portata richiesta nella modalità di visualizzazione a tutto tondo (UAV in bilico) non è inferiore a 200 km e nella modalità di apertura sintetica non inferiore a 20 km.
Il carico utile di questo UAV è troppo piccolo (35 kg) per ospitare un radar con caratteristiche accettabili, ma come concetto può essere interessante. Il tempo di permanenza continua in aria è di 6 ore.
Gli esempi sopra di quadricotteri UAV non possono essere utilizzati direttamente per posizionare il radar, poiché hanno un carico utile relativamente modesto, ma non c'è dubbio che i loro progetti saranno attivamente sviluppati e migliorati. Prima di tutto, questo vale per i droni-UAV elettrici.
I requisiti principali per un UAV AWACS come un quadricottero o un UAV-AWACS di tipo elicottero dovrebbero essere l'elevata affidabilità e la capacità di rimanere in aria per lungo tempo, garantendo le prestazioni di volo specificate (LTH), nonché un'elevata risorsa operativa e un basso costo di un'ora di volo
UAV ad alta quota
Per i sistemi di difesa aerea a lungo raggio, gli UAV a decollo e atterraggio verticale non saranno più un mezzo di ricognizione efficace e sufficiente, poiché l'altezza della stazione radar, per raggiungere un raggio di osservazione di circa 400 km, deve superare i 10.000 metri.
Presumibilmente, gli UAV di lunga durata di volo, tipo di aeromobile, di media o grande dimensione possono essere utilizzati come radar volante per un sistema di difesa aerea a lungo raggio.
Uno dei candidati per il ruolo di un promettente drone-AWACS può essere l'UAV Altair con un peso al decollo di 5 tonnellate e un carico utile di 1-2 tonnellate. Questo UAV è stato creato nell'ambito del progetto di ricerca e sviluppo Altius-M presso il Sokol Design Bureau (Kazan) insieme alla società Transas. La durata del suo volo dovrebbe essere fino a 48 ore, l'autonomia di volo è di 10.000 km. Nel 2018, il programma Altair UAV è stato trasferito alla JSC Ural Civil Aviation Plant (UZGA). I test di volo dell'UAV Altair dovrebbero iniziare nel 2019.
Dispositivi di questo tipo sono in fase di sviluppo anche in altri paesi. In particolare, la società cinese CETC sta sviluppando l'UAV JY-300. Il veicolo di medie dimensioni dovrebbe diventare un vettore di antenne conformi e fungere da AWACS senza equipaggio. Secondo i dati preliminari, l'UAV JY-300 ha un peso al decollo di circa 1300 kg e può trasportare un carico utile di 400 kg. È in grado di effettuare voli fino a 12 ore, ad altitudini fino a 7,6 km. I radar integrati nella progettazione di questo drone dovrebbero consentire il rilevamento di bersagli aerei e marittimi a lunghe distanze.
Gli UAV russi di medie e grandi dimensioni hanno molti problemi, tra cui la mancanza di motori domestici compatti, potenti ed economici, la mancanza di avionica moderna. Uno dei problemi più importanti è la mancanza di canali di trasmissione dati satellitare ad alta velocità e di portata globale, che consentirebbero di controllare l'UAV e ricevere da esso informazioni di ricognizione a grande distanza dal punto base.
L'utilizzo di un UAV AWACS con una lunga durata di volo non richiede la presenza di tali canali. In termini generali, il lavoro di un pacchetto di sistemi di difesa aerea a lungo raggio - UAV di lunga durata di volo può assomigliare a questo:
UAV AWACS di lunga durata di volo decolla dall'aerodromo ed entra nella zona di pattuglia sopra le posizioni della difesa aerea a strati. Tutte le informazioni da esso vengono inviate agli operatori dei sistemi di difesa aerea a lungo raggio e quindi, attraverso il punto di controllo del combattimento, agli operatori di altri sistemi di difesa aerea che fanno parte della difesa aerea a scaglioni combinata. Il volo dell'UAV dovrebbe essere effettuato per lo più in modalità automatica lungo una determinata traiettoria. Un sistema di difesa aerea a lungo raggio dovrebbe includere due UAV AWACS. In questo caso, possono svolgere a turni compiti di combattimento sulle posizioni del sistema missilistico di difesa aerea per una durata di 36-48 ore, a seconda della lontananza dell'aeroporto di casa.
I requisiti per gli UAV di AWACS con una lunga durata di volo sono gli stessi degli UAV per i sistemi di difesa aerea a corto e medio raggio: un'elevata risorsa operativa e un basso costo di un'ora di volo
Potrebbe sorgere una domanda: nel titolo dell'articolo si dice del lavoro del sistema missilistico di difesa aerea su bersagli a bassa quota senza il coinvolgimento dell'aviazione dell'Aeronautica Militare, e gli UAV di lunga durata di volo sono chiaramente correlati all'aviazione. Qui la questione è piuttosto di appartenenza dipartimentale. Negli USA, secondo l'accordo Johnson-McConnell tra l'Esercito e l'Aeronautica Militare, gli elicotteri non appartengono all'Aeronautica Militare e sono direttamente subordinati all'Esercito degli Stati Uniti, agiscono nel suo interesse (la divisione degli aerei negli Stati Uniti tra Esercito e Aeronautica è ben scritto qui). Quindi, nel nostro caso, il fatto che l'UAV appartenga a uno specifico sistema di difesa aerea non consentirà all'Aeronautica Militare di utilizzarlo per altri scopi.
Difesa aerea a strati con UAV AWACS
L'uso di un UAV AWACS di tipo quadricottero e un UAV AWACS di lunga durata di volo consentirà di creare una fitta copertura radar del terreno e garantire l'emissione della designazione del bersaglio ai missili con ARGSN e cercatore IR alla massima distanza.
Presumibilmente, per due sistemi di difesa aerea a corto raggio, dovrebbe esserci una macchina con un drone drone di tipo drone o due macchine per quattro sistemi di difesa aerea. Il sistema missilistico di difesa aerea a medio raggio dovrebbe includere due macchine con un drone drone di tipo drone. Due UAV di AWACS di lunga durata di volo dovrebbero appartenere a sistemi di difesa aerea di lungo raggio.
Durante un periodo minacciato o in caso di scoppio delle ostilità, gli UAV di lunga durata di volo devono effettuare pattugliamenti continui sulle posizioni dei sistemi missilistici di difesa aerea. Gli UAV di tipo quadricottero, dalla composizione dei sistemi di difesa aerea a corto e medio raggio, devono essere sui veicoli del vettore pronti per un avvio immediato. In caso di rilevamento di una minaccia aerea, il lancio di un UAV di tipo drone dovrebbe essere effettuato entro pochi minuti.
Il costo degli stessi UAV e il loro tempo di volo sono tradizionalmente significativamente inferiori al costo degli aerei e degli elicotteri con equipaggio, il che rende questo compito economicamente attraente. Tecnicamente, il concetto proposto non contiene problemi insormontabili.
Per oggetti fissi di grande importanza, possono essere utilizzati palloncini AWACS. Nel caso della difesa aerea di oggetti equipaggiati con palloni AWACS, gli UAV di lunga durata di volo non sono necessari e possono essere esclusi dal sistema di difesa aerea a lungo raggio o possono essere nell'aerodromo pronti per la partenza come ricognizione di riserva e designazione del bersaglio si intende.
UAV AWACS per la flotta
In precedenza, nell'interesse dei sistemi di difesa aerea a terra, era considerato solo l'uso di UAV AWACS. Ma non meno e forse un compito più importante è l'uso di un UAV AWACS di tipo quadricottero e un UAV con una lunga durata di volo nell'interesse della difesa aerea delle navi della Marina. Dato che non abbiamo portaerei e, di conseguenza, aerei AWACS su di esse, le moderne navi russe sono scarsamente protette dagli attacchi aerei, indipendentemente dalla difesa aerea su cui si trovano, a causa delle limitazioni fisiche nel raggio di rilevamento di bersagli a bassa quota.
L'uso di un UAV di tipo quadricottero sulle navi della Marina russa spingerà significativamente indietro il confine della distruzione di bersagli a bassa quota. E l'invio di un UAV con una lunga durata di volo e raggio nell'area in cui si trovano le navi da guerra darà loro ulteriori opportunità per la ricognizione delle forze nemiche e l'assegnazione della designazione del bersaglio ai missili a lungo raggio.
È impossibile escludere l'uso di palloni e dirigibili AWACS nell'interesse della Marina Militare, tanto più che esistono esempi storici di utilizzo di palloni da parte della flotta russa.
conclusioni
La difesa aerea e terrestre senza la possibilità di attaccare bersagli a bassa quota a grande distanza sarà sconfitta.
Per risolvere questo problema, nell'interesse dei sistemi di difesa aerea a corto e medio raggio, è necessario realizzare un UAV AWACS di tipo quadricottero, preferibilmente con alimentazione tramite cavo dal veicolo portante.
Per un sistema di difesa aerea a lungo raggio, è necessario intensificare lo sviluppo di un UAV AWACS con una lunga durata di volo.
Per oggetti fissi di grande importanza, possono essere utilizzati palloncini AWACS.
Tutti i suddetti sistemi (UAV AWACS di tipo quadricottero, AWACS UAV di lunga durata di volo e palloni AWACS) sono di grande importanza per aumentare l'efficienza e la sopravvivenza non solo dei sistemi di difesa aerea a terra, ma delle navi della Marina russa.
