Fregaty w systemie obrony przeciwlotniczej / przeciwrakietowej nowoczesnych marynarek wojennych
Fregaty w systemie obrony przeciwlotniczej / przeciwrakietowej nowoczesnych marynarek wojennych
Holenderska fregata klasy Seven Provinces
Umieszczenie systemów obrony powietrznej dalekiego zasięgu na niszczycielach, np. krążownikach typu Arleigh Burke czy Ticonderoga, czy rosyjskich krążownikach z Projektu 1144 Orlan i Projektu 1164 Atlant było całkowicie naturalną konsekwencją chęci ochrony tak cennych jednostek bojowych przed powietrzne i powietrzne strajki mórz. Jednak czasy się zmieniają, technologie się poprawiają i pojawiają się nowe wyzwania. Obecnie podstawą potęgi flot nawodnych większości krajów nie są krążowniki ani nawet niszczyciele, ale wielozadaniowe statki o wyporności od 5000 do 7000 tys. ton, należące do klasy fregat. To prawdziwe „konie robocze”, wykonujące zadania obrony powietrznej i przeciw okrętom podwodnym w strefie oceanicznej, a także mające zdolność uderzania na wrogie statki.
Ten artykuł ma na celu rozważenie możliwości obrony przeciwlotniczej / przeciwrakietowej krajowych i zagranicznych okrętów klasy fregaty, zidentyfikowanie głównych trendów w rozwoju tej klasy okrętów oraz przedstawienie zaleceń w odniesieniu do sytuacji, w której znajduje się obecnie rosyjska marynarka wojenna. Główna uwaga artykułu skierowana jest na okrętowe systemy obrony powietrznej i radary umieszczane na okrętach klasy fregaty.
Klasyfikowanie i porównywanie fregat jest bardzo trudnym zadaniem, ponieważ w niektórych krajach statki o wyporności brutto powyżej 5000 ton są już klasyfikowane jako niszczyciele. Dla wygody przyjmiemy klasyfikację krajów produkujących i uznamy za fregaty te statki, które są tak sklasyfikowane w marynarce narodowej, robiąc wyjątek dla Japonii, ponieważ tutaj bardzo małe statki o łącznej wyporności 2500 ton są uważane za fregaty.
Doświadczenie zagraniczne
Niderlandy
Fregaty klasy „De Zeven Provincien”. Pełna wyporność - 6048 ton. Układ napędowy - 2 silniki turbogazowe i 2 silniki wysokoprężne o mocy 52 300 KM. (GTE) i 13 KM (diesle). System obrony powietrznej reprezentuje 600 UVP Mk 40 z pociskami RIM-41 SM-66 Block IIIA i RIM-2 ESSM.
Pociski RIM-66 SM-2 Block IIIA mają masę startową 708 kg, jednostopniowy silnik rakietowy na paliwo stałe, zasięg 167 km, maksymalną wysokość 24 km i prędkość około 3,5 Macha. System sterowania - radar półaktywny, system naprowadzania inercyjnego, poszukiwacz podczerwieni.
SAM RIM-162 ESSM: masa początkowa - 280 kg, silnik - silnik rakietowy na paliwo stałe, zasięg - ok. 50 km, prędkość powyżej Mach 4,0, maksymalne przeciążenie - ok. 50g, osiągane poprzez sterowanie wektorem ciągu. System kontroli to aktywny-półaktywny poszukiwacz.
Sprzęt radarowy kontrolujący system obrony powietrznej reprezentują dwa radary: Thales SMART-L i Thales APAR.
Thales SMART-L to radar lotniczy dalekiego zasięgu z trzema współrzędnościami w paśmie L z cyfrowym układem antenowym.
Cyfrowa szyka antenowa składa się z 24 poziomych linii emiterów po 48 dipoli każdy, 16 z nich pracuje w trybie odbiorczym i nadawczym z cyfrową syntezą charakterystyki kierunkowości w płaszczyźnie pionowej (w elewacji), 8 - tylko w trybie odbiorczym. Skanowanie pionowe i stabilizacja wiązki są elektroniczne. Skanowanie w azymucie - mechaniczne.
Zasięg wykrywania modelu podstawowego wynosił 400 km dla samolotu patrolowego i 60 km dla nisko lecącego pocisku manewrującego. Później wprowadzono tryb ELR (Extended Long Range) z maksymalnym zasięgiem 480 km. Wzrost zasięgu został osiągnięty poprzez aktualizację oprogramowania i nie wpłynął na sprzęt. Liczba śledzonych celów: powietrze - 1000, powierzchnia - 100.
Thales APAR - radar z aktywnym układem fazowym w paśmie X, wielofunkcyjny radar z trzema współrzędnościami. APAR firmy Thales ma cztery stałe matryce czujników zamontowane na czterostronnym maszcie. Każda ściana składa się z 3424 modułów nadawczo-odbiorczych.
Radar umożliwia śledzenie z powietrza ponad 200 celów w odległości 150 km, śledzenie naziemne 150 celów w odległości 32 km, obsługuje tryb wyszukiwania według danych otrzymanych z innego czujnika, może naprowadzać 32 pociski z półaktywnym naprowadzaczem w locie i 16 w końcowej fazie naprowadzania.
Hiszpania
Fregata typu „Alvaro de Bazan”
Fregaty klasy Alvaro de Bazan. Mają całkowitą wyporność 5802 ton. Układ napędowy typu CODOG składający się z 2 silników turbogazowych i 2 silników Diesla. Łączna moc silnika turbiny gazowej wynosi 46 648 KM.
System obrony powietrznej składa się z 48 ogniw Mk 41 UVP z pociskami RIM-66 SM-2 Block IIIA i RIM-162 ESSM.
Główna różnica w stosunku do holenderskich fregat polega na uzbrojeniu radarowym, reprezentowanym przez amerykańskie radary AN/SPY-1D i AN/SPG-62.
AN / SPY-1D to trójwspółrzędny wielofunkcyjny radar z fazowanym układem na pasmo S. Wykonuje wyszukiwanie w azymucie i elewacji, przechwytywanie, klasyfikację i śledzenie celów, dowodzenie pociskami przeciwlotniczymi na odcinkach startowych i marszowych trajektorii. Antena składa się z 4 stałych PFARów zorientowanych w azymucie w odstępie 90º, z których każdy obejmuje jeden segment (90º w azymucie, 90º w elewacji) przestrzennej półkuli otaczającej statek. Każda tablica ma kształt ośmiokąta o wymiarach 3,6 x 3,6 m, składającego się z 4350 pojedynczych elementów promieniujących. Radar ma szeroki zakres częstotliwości, w którym częstotliwość impulsów zmienia się losowo, co utrudnia działanie elektronicznych środków zaradczych i pocisków antyradarowych przeciwnika. Maksymalny zasięg radaru wynosi do 320 km dla celu o RCS 0,03 m² (80 km dla celów nisko latających). Pozwala namierzyć 200 celów i wystrzelić 20 z nich.
Radar AN/SPG-62 X-range pełni funkcję oświetlania celu w końcowym obszarze naprowadzania pocisków Standard SM-2. Maksymalny zasięg radaru to 110 km. Charakteryzuje się charakterystyką promieniowania z bardzo wąskim płatem głównym, co pozwala na wydajne i wysoce selektywne oświetlenie celu przy stosunkowo niskiej mocy promieniowania. Może być używany jako radar dozorowania.
Francja i Włochy
Fregata klasy Horizon
Fregaty URO typu „Horyzont”. Mają całkowitą wyporność 6700 ton. Układ napędowy typu CODOG o mocy 58 500 KM.
Fregaty wyposażone są w systemy obrony powietrznej PAAMS z 48 pociskami Aster 15/30. System PAAMS został zaprojektowany w celu ochrony formacji okrętowych przed szeroką gamą możliwych zagrożeń, w tym celami naddźwiękowymi, nisko latającymi, ukrytymi i balistycznymi. Możliwości systemu pozwalają na jednoczesne śledzenie kilkuset celów w odległości 400-500 km w atmosferze i bliskim kosmosie. Oznaczenie celu podawane jest jednocześnie dla 16 celów. System jest w stanie oprzeć się jednoczesnemu atakowi z kilku kierunków i jednocześnie śledzić różne typy celów.
Obecnie system PAAMS uznawany jest za jeden z najbardziej zaawansowanych systemów obrony przeciwlotniczej/przeciwrakietowej na świecie.
System wykorzystuje 2 rodzaje pocisków: „Aster 15” i „Aster 30”. Pierwszy ma zasięg około 30 km, drugi – 120 km. Oba pociski są identyczne, a różnica w zasięgu i prędkości przechwytywania wynika z dużego wzmacniacza zastosowanego w Aster 30. Całkowita masa „Aster 15” i „Aster 30” wynosi odpowiednio 310 kg i 450 kg.
Aster 30 jest w stanie osiągnąć 4,5 Macha na wysokości 20 km i wykonywać manewry lotnicze z przyspieszeniem 60 g, co daje mu bardzo dużą zwrotność. Jest to możliwe dzięki połączeniu sterowania aerodynamicznego i sterowania wektorem ciągu. Typowy start Aster może obejmować odwrócenie o 90 stopni.
Pocisk Aster jest sterowany autonomicznie, wyposażony w aktywną głowicę naprowadzającą radar, co pozwala systemowi obrony powietrznej poradzić sobie z nasycającym atakiem.
Broń radarową reprezentuje radar wczesnego ostrzegania S1850M oraz radar EMPAR.
S1850M to trójwspółrzędny radar lotniczy dalekiego zasięgu z cyfrowym układem antenowym do systemów wczesnego ostrzegania o pociskach, a także wykrywania celów aerodynamicznych, naziemnych i powierzchniowych. Zaprojektowany na bazie radaru SMART-L wykorzystuje jednak własną architekturę przetwarzania sygnału. Może wykryć i śledzić do 1000 celów w odległości do 400 km (65 km dla celów ukrytych).
EMPAR to wielofunkcyjny radar z układem fazowym pracujący w paśmie C, przeznaczony do stosowania na statkach o średniej i dużej wyporności. Jest to obracający się pasywny układ fazowany z elektronicznym skanowaniem wiązki w elewacji. Zapewnia pełnowymiarowe skanowanie przestrzeni, pracę z celami naziemnymi i nisko latającymi, przekazywanie informacji do systemów sterowania bronie.
Główną funkcją EMPAR jest trójwymiarowy pomiar przestrzeni powietrznej (azymut, zasięg, elewacja) na odległość do 180 km. Radar jest w stanie śledzić samoloty i mniejsze cele (pociski rakietowe). System wykorzystuje pojedynczą wąską wiązkę do transmisji sygnału i wiele wiązek do odbioru. Sterowanie wiązką w płaszczyźnie pionowej odbywa się elektronicznie, umożliwiając szybkie skanowanie w szerokim zakresie namiarów i/lub kątów elewacji. Zapewnia to jednoczesne monitorowanie górnej półkuli. Płaskie anteny radarowe obracają się z częstotliwością 60 obr./min, co pozwala na skanowanie półkuli z okresem 1 s, w przeciwieństwie do wcześniejszych radarów, które skanowały półkulę przez 10 sekund lub więcej. Jest to ważne dla systemów obrony powietrznej, biorąc pod uwagę dużą prędkość nowoczesnych pocisków przeciwokrętowych.
Japonia
Niszczyciel klasy Akizuki
Niszczyciele klasy Akizuki. Pełna wyporność - 6800 ton. Silniki - połączone GTU 4 turbin. Całkowita moc 60 000 KM
SAM są umieszczone w UVP Mk 41 na 32 komórki z pociskami RIM-66 SM-2 Block IIIA i RIM-162 ESSM.
Główną cechą statku jest FCS-3, zintegrowany system kontroli uzbrojenia okrętowego, który obejmuje wielofunkcyjny radar z AFAR, który ma dwa zestawy anten: duże pasmo C do wykrywania i śledzenia oraz małe pasmo X do kierowania ogniem radar systemu. Maksymalny zasięg radaru wynosi 500 km, podczas gdy według otwartych źródeł zasięg wykrywania myśliwców wynosi 450 km, pociski manewrujące - ponad 200 km, liczba śledzonych celów - 300, jednocześnie wystrzeliwanych - 10-12.
Rosyjskie doświadczenie
Fregata projektu 11356R
Fregaty projektu 11356R. Całkowita pojemność skokowa wynosi 4035 ton, silniki to dwuwałowa turbina gazowo-gazowa typu COGAG o łącznej mocy 56 044 KM.
Na statkach z tej serii zainstalowany jest system obrony powietrznej Shtil-1. Ten wielokanałowy system obrony powietrznej z pionowym wystrzeliwaniem pocisków jest przeznaczony do wszechstronnej obrony statku przed wszystkimi środkami ataku powietrznego, w tym odpierania masywnych pocisków i lotnictwo ataki. Fregaty projektu 11356R niosą 24 pociski 9M317M z półaktywnym RGSN. Masa rakiety - 581 kg, prędkość - 1550 m / s. Główny etap lotu rakiety odbywa się w trybie inercyjnym, a podczas zbliżania się do celu przeprowadzana jest korekcja radiowa. System obrony powietrznej jest zdolny do rażenia celów z prędkością do 3 km / s w odległości do 70 km i na wysokości do 35 km, podczas gdy do każdego celu można jednocześnie wycelować do 3 pocisków 9M317M . Pocisk ma jednorazowe przeciążenie 24 g.
Podstawowe informacje o sytuacji powietrznej i naziemnej pochodzą z radaru Fregat-M2M. Ten trójwspółrzędny radar na pasmo E jest przeznaczony do kontrolowania przestrzeni, wykrywania, określania współrzędnych, prędkości i toru lotu celów powietrznych na dużych odległościach i wysokościach z wysoką rozdzielczością w warunkach intensywnego przeciwdziałania radiowemu. Maksymalny zasięg to 300 km, zasięg wykrywania myśliwca to 230 km, pocisk manewrujący 50 km, pociski przeciwokrętowe o EPR 0,1 m5. m na wysokości 10-15 m - 17-100 km, niepozorny myśliwiec - 100 km. Liczba jednocześnie śledzonych celów wynosi 2,5, maksymalna szybkość przeglądu to XNUMX s.
Kierowanie ogniem odbywa się za pomocą radaru w paśmie X z REFLEKTOREM POZYTYWNYM M1.2. Radar ma zasięg widzenia 80 km, wysokość widzenia 20 km. Maksymalny zasięg wykrywania celu przy EPR > 1 kw. m na wysokości lotu 1000 m wynosi 50 km, pociski przeciwokrętowe o RCS > 0,03 mkw. m na wysokości lotu 15 m - 13-15 km.
Fregaty projektu 22350. Statki te mają całkowitą wyporność 5400 ton. Układ napędowy typu CODAG składający się z 2 turbin gazowych z dopalaczem o łącznej mocy 55 000 KM. oraz 2 napędowe silniki diesla o mocy 5200 KM. każdy.
Statki są wyposażone w 32 UVP SAM „Redut”. W komórce znajduje się jeden pojemnik transportowo-wyrzutnia z pociskiem dalekiego lub średniego zasięgu (9M96E, 9M96E2) lub 4 pociskami krótkiego zasięgu (9M100). Podczas startu rakiety stosuje się „zimny” start. Z ładunkiem sprężonego powietrza rakieta zostaje wyrzucona z pionowo umieszczonego kontenera transportowo-wyrzutniowego na wysokość 30 m, skręcając w kierunku celu za pomocą gazowego układu dynamicznego. To znacznie zmniejsza minimalny zasięg przechwytywania. System dynamiki gazu zapewnia również rakiecie tryb supermanewrowości i jest w stanie zwiększyć przeciążenie rakiety o 0,025 g w ciągu 20 s. Maksymalne przeciążenie dla pocisków wynosi ponad 60 g.
W przypadku pocisków 9M96E, 9M96E2 na marszowym odcinku trajektorii stosuje się naprowadzanie bezwładnościowe, a na końcowym odcinku stosuje się aktywne naprowadzanie radaru. Pocisk krótkiego zasięgu 9M100 jest wyposażony w głowicę naprowadzającą na podczerwień. Akwizycja celu odbywa się natychmiast po wystrzeleniu pocisku.
Maksymalny zasięg systemu obrony powietrznej Redut sięga 150 km, maksymalna prędkość przechwyconego celu to 4800 m/s.
Kierowanie ogniem odbywa się za pomocą radaru Poliment z 4 stałymi reflektorami umieszczonymi na 4 bokach masztu fregaty. Radar pozwala na jednoczesne ostrzeliwanie do 16 celów (po 4 na każdy zestaw). W otwartych źródłach niewiele jest informacji o radarze Poliment. Deklarowany zasięg radaru sięga 200 km. Radar działa w paśmie X i może śledzić do 200 celów. Można założyć, że „Polyment” jest rodzajem analogu APAR firmy Thales o porównywalnych właściwościach.
Ogólne wykrywanie i śledzenie celów powietrznych (w tym nisko latających) i nawodnych odbywa się za pomocą radaru Fourke z decymetrowym układem fazowym. Transmisja - pasywna (jedna wiązka), odbiór - półaktywna (trzy wiązki), elektroniczna stabilizacja wiązki. Zapewnia cyfrowe przetwarzanie sygnału, wielokanałowe filtrowanie Dopplera, automatyczną kompensację aktywnych zakłóceń radarowych. Maksymalny zasięg widzenia to do 150 km. Zasięg wykrywania trajektorii pocisku przeciwokrętowego z EPR wynosi 0,02 m5. m na wysokości 21 m z wysokością słupka antenowego 12 m wynosi 14-XNUMX km.
Perspektywy rozwoju krajowych okrętowych systemów obrony przeciwlotniczej
Badanie doświadczeń zagranicznych i krajowych pokazuje, co następuje.
• Przemieszczenie okrętów typu fregata pozwala na rozmieszczenie pocisków rakietowych od krótkiego (< 30 km) do dalekiego (> 100 km).
• Ochrona nowoczesnych fregat budowana jest w rzutach pocisków średniego (do 50 km) i dalekiego (do 160 km) zasięgu.
• Nowoczesne okrętowe systemy obrony powietrznej są przeznaczone głównie do zwalczania pocisków przeciwokrętowych o niskim EPR, co determinuje instalację dwóch typów radarów na statkach: radarów trójwspółrzędnych dalekiego zasięgu do przeszukiwania wolumetrycznego i X- radary pasmowe do kierowania ogniem.
• Do zwalczania lotnictwa uzbrojonymi pociskami przeciwokrętowymi zasięg 150-160 km pocisków osiągany na nowoczesnych fregatach jest już niewystarczający, biorąc pod uwagę rozwój radarów lotniczych, a także samolotów AWACS.
• Radary działające w paśmie X zapewniają większą dokładność naprowadzania pocisków i wielokanałowe możliwości, ale mają stosunkowo krótki zasięg wykrywania.
• „Podział pracy” pomiędzy radarami okrętowymi pozwala na optymalny rozkład zasobów radarowych między wyszukiwaniem wolumetrycznym a wyznaczaniem celów dla pocisków.
• Wiodącą rolę w walce z nowoczesnymi pociskami przeciwokrętowymi odgrywają wysoce manewrowe pociski o maksymalnym przeciążeniu 50-60 g.
Aby zrozumieć perspektywy rozwoju krajowych systemów obrony przeciwlotniczej marynarki wojennej, konieczne jest zidentyfikowanie wyzwań i zagrożeń, przed którymi stoją dziś nasze okręty.
1. Powszechny rozwój pocisków przeciwokrętowych o profilu lotu na niskich wysokościach.
2. Rozwój szybkich pocisków przeciwokrętowych, takich jak chiński CM-400AKG, osiągające prędkości do 5 Macha oraz japoński XASM-3-E o prędkościach do 3,5-3,7 Macha.
3. Rozprzestrzenianie się myśliwców zbudowanych w technologii stealth F-35, co znacznie zmniejsza zasięg wykrywania potencjalnych samolotów wroga.
4. Niewielka liczba statków z nowoczesnymi systemami obrony przeciwlotniczej / przeciwrakietowej. W związku z tym konieczne staje się osłanianie z powietrza okrętów ze słabymi systemami obrony powietrznej (RTO wszystkich projektów, MPK, Projekt 1155 BOD, Projekt 11540 TFR, Okręty patrolowe Projekt 22160).
5. Niewielka liczba myśliwców marynarki wojennej rosyjskiej marynarki wojennej, którą można zrekompensować jedynie rozmieszczeniem na okrętach nowoczesnych systemów obrony powietrznej dalekiego zasięgu.
Badanie doświadczeń zagranicznych pokazuje, że kraje europejskie nie dążą do rozmieszczenia na swoich statkach systemów obrony przeciwlotniczej o zasięgu większym niż 120-160 km. Zasięg ten pozwala na zestrzeliwanie pocisków, ale ogranicza możliwość działania przeciwko ich lotniskowcom. Dla krajów NATO jest to zrozumiałe i normalne – przygotowują się do walki z zauważalną przewagą powietrzną.
Jednak Rosja to inna sprawa. Nasze Siły Powietrzno-kosmiczne nie są obecnie zbyt liczne, a ponadto są rozproszone na rozległym obszarze, dlatego w razie konfliktu flota będziemy musieli polegać przede wszystkim na okrętowych systemach obrony powietrznej. I tutaj zasięg Reduty 150 km już nie wystarcza. Np. zasięg japońskich pocisków przeciwokrętowych XASM-3-E wynosi 200 km, chińskiego CM-400AKG 240 km, norweskiego JSM 280 km, francuskiego Exocet 180 km, włoskiego Otomat 180 km , a turecki SOM wynosi 200 km . Oczywistym jest, że skuteczniejsze jest nie zwalczanie rakiet, ale niszczenie ich nośników, a do tego potrzebne są morskie systemy obrony przeciwlotniczej dalekiego zasięgu stworzone na bazie S-400 z pociskiem 40N6E. Mogą być umieszczone na fregatach Projektu 22350M, ponieważ najprawdopodobniej nie będziemy mieli innych platform w ciągu najbliższych 10-15 lat. W przyszłości można by rozważyć stworzenie fregaty obrony przeciwlotniczej / przeciwrakietowej opartej na projekcie 22350M z systemami morskimi Redut i S-400, podobnej do brytyjskich niszczycieli typu 45.
Pociski są ważne, ale tworzenie nowoczesnych radarów jest nie mniej ważne. Z powyższych danych widać, że nastąpiło opóźnienie w tym komponencie od czołowych producentów broni. Potrzebujemy radarów zdolnych do wykrywania subtelnych celów w odległości 200-250 km. Podobne systemy mogą powstać na bazie radaru wczesnego ostrzegania 91N6E ZRS S-400, a w przyszłości na bazie radaru systemu S-500.
Osobno należy wspomnieć o radarach nadzoru na fregatach projektu 22350. Statki te są wyposażone w radar Furke (morska wersja radaru Pantsir-S1) o maksymalnym zasięgu widzenia 150 km. Wybór tej opcji można wytłumaczyć jedynie oszczędnością pieniędzy. Najlepszą opcją byłoby zainstalowanie trójkoordynacyjnego radaru Podberezovik-ET1 o maksymalnym zasięgu wykrywania 500 km lub radaru Fregat-M2M zoptymalizowanego do wykrywania nisko latających celów o zasięgu widzenia 300 km.
Podsumowując, należy zauważyć, że Rosja ma dziś duże zaległości w morskich systemach obrony przeciwlotniczej w postaci Redut, Shtil-1 i S-400 (których wersja morska może powstać), a potencjał ten można wykorzystać na nowe statki.
informacja