Znajdź lotniskowiec: widok ze stratosfery
В poprzedni materiał rozważaliśmy problem poszukiwania grup uderzeniowych lotniskowców i okrętów (AUG i KUG), a także wycelowania w nie broni rakietowej przy użyciu sprzętu rozpoznania kosmicznego. Rozwój orbitalnych konstelacji satelitów rozpoznawczych i komunikacyjnych ma strategiczne znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa państwa, jednak wykrywanie lotniskowców i grup uderzeniowych okrętów (AUG i KUG) oraz naprowadzanie rakiet przeciwokrętowych (ASM) na można je również skutecznie przeprowadzić innymi sposobami. W tym materiale rozważamy obiecujące kompleksy stratosferyczne, które można wykorzystać do rozwiązania tych problemów.
Satelity atmosferyczne - bezzałogowe sterowce stratosferyczne
Artykuł Odrodzenie sterowców. Sterowce jako ważna część sił zbrojnych XXI wieku zbadaliśmy możliwe zastosowania sterowców na polu bitwy. Jednym z najskuteczniejszych sposobów ich wykorzystania jest tworzenie sterowców rozpoznawczych o ogromnej autonomii i polu widzenia.
Przykładem jest rosyjski projekt bezzałogowego sterowca Berkut, przeznaczonego do operowania na wysokości około 20-23 km przez sześć miesięcy. Długi czas lotu musi zapewnić brak załogi oraz system zasilania zasilany panelami słonecznymi. Główne zadania sterowca Berkut to zapewnienie przekaźnika łączności i rozpoznanie na dużych wysokościach, w tym wykrywanie i identyfikacja obiektów naziemnych i morskich.
Koncepcja sterowca Berkut.
Masa sprzętu rozpoznawczego, który można umieścić na sterowcu Berkut wynosi 1 kilogramów, zainstalowany sprzęt jest zasilany prądem. Sterowiec może utrzymywać daną pozycję w sposób podobny do satelity geostacjonarnego. Na wysokości 200 kilometrów horyzont radiowy wynosi około 20-600 kilometrów, badana powierzchnia to ponad milion kilometrów kwadratowych, co jest porównywalne z obszarem Niemiec i Francji łącznie. Nowoczesne stacje radarowe (RLS) z aktywnym układem anten z fazami (AFAR) mogą zapewnić zasięg wykrywania celów na dużej powierzchni w odległości około 750-500 kilometrów.
Charakterystyka osiągów bezzałogowego sterowca „Berkut”.
Sterowce mogą lecieć jeszcze wyżej. Ich działanie na wysokości około 30 kilometrów można praktycznie zagwarantować, a osiągana wysokość balonów meteorologicznych to nawet 50 kilometrów.
W 2005 r. wojsko USA ogłosiło otwarcie programu budowy balonów wojskowych i sterowców na bardzo dużych wysokościach, które będą musiały operować niemal na dolnej granicy kosmosu. W tym samym roku Agencja Badań Zaawansowanych Obronności DARPA przeprowadziła wstępne prace nad stworzeniem wyglądu balonu rozpoznawczego zdolnego do działania na wysokości około 80 km.
Jakie zadania można powierzyć bezzałogowym sterowcom na dużych wysokościach?
Przede wszystkim jest to kontrola granic państwowych Rosji, w tym morskich. Sterowce wczesnego ostrzegania na dużych wysokościach (AWACS) mogą wykrywać nisko lecące pociski manewrujące i wyznaczać ich cele samolotom myśliwskim. lotnictwo oraz przeciwlotnicze systemy rakietowe (SAM), co jest niemożliwe dla stacjonarnych radarów pozahoryzontalnych (ZGRLS). W odniesieniu do kontroli akwenów bezzałogowe sterowce mogą wykrywać peryskopy okrętów podwodnych, lotnictwa morskiego, jednostek jednopowierzchniowych, AUG i KUG.
Inną opcją mogłoby być rozmieszczenie bezzałogowych sterowców AWACS „na wodach neutralnych” – w kluczowych punktach na oceanach i/lub w strefie widoczności baz morskich wroga. Obsługa takich sterowców może być wykonywana przez wyspecjalizowane statki lub na terytorium krajów zaprzyjaźnionych/neutralnych.
Potencjalnie bezzałogowe sterowce mogą towarzyszyć AUG natychmiast po wejściu lotniskowca w morze. Dedykowane regiony kontrolne można przypisać do określonych sterowców, w których muszą eskortować „swoje” AUG / KUG, przenosząc je w określonych punktach na sterowce następnego regionu.
Oczywiście nieporęczne sterowce są dość wrażliwym celem dla lotnictwa wroga, ale jest kilka niuansów: po pierwsze, gdy znajdują się w granicach państwa i w niewielkiej odległości od niej, bezpieczeństwo bezzałogowych sterowców może zapewnić lotnictwo Powietrza Siły Powietrzne (Air Force), podczas gdy my zapewnimy kontrolę naziemną w odległości około 600-800 kilometrów od granicy państwowej.
Tylko trzy bezzałogowe sterowce AWACS na dużych wysokościach mogą kontrolować prawie całe Morze Japońskie, w pełni kontrolować wejście do Morza Ochockiego. Jest mało prawdopodobne, aby Stany Zjednoczone były w stanie powtórzyć tajne rozmieszczenie AUG u wybrzeży Kamczatki, tak jak to zrobiły w 1982 r. (operacja ta została opisana w artykule Aleksandra Timochina Wojna morska dla początkujących. Sprowadzamy lotniskowiec „do strajku”), jeśli bezzałogowe sterowce AWACS na dużych wysokościach pojawiają się w służbie Federacji Rosyjskiej.
Po drugie, możliwość zapewnienia śledzenia z odległości rzędu 500-600 kilometrów znacznie skomplikuje pracę lotnictwa bazowego wroga, ponieważ albo konieczne będzie zorganizowanie ciągłej służby myśliwców w strefie zniszczenia sterowca przez pociski powietrze-powietrze, co z kolei doprowadzi do przyspieszonego zużycia silników lotniczych i dodatkowych kosztów czasu lotu, lub trzeba będzie skierować myśliwce bezpośrednio w zagrożony okres, w którym to przypadku sterowiec może opuścić zagrożony obszar, nawet biorąc pod uwagę jego niską prędkość.
Po trzecie, w przypadku rzeczywistego konfliktu, gdy AUG znajduje się w strefie widoczności sterowca rozpoznawczego i w zasięgu pocisków przeciwokrętowych wystrzeliwanych z SSGN, myśliwce z lotniskowca mogą zniszczyć bezzałogowy sterowiec, ale nie będzie miał dokąd wrócić. I taką wymianę można uznać za całkiem akceptowalną.
Jeśli wysokość operacyjna bezzałogowych sterowców wzrośnie do 30-40 kilometrów, zestrzelenie ich stanie się jeszcze trudniejsze, a zasięg widzenia pokładowego sprzętu rozpoznawczego znacznie wzrośnie.
Satelity atmosferyczne — elektryczne bezzałogowe statki powietrzne na dużych wysokościach
Dodatkiem do sterowców stratosferycznych będą bezzałogowe statki powietrzne o dużej wysokości (UAV) o długim czasie lotu. Zakłada się, że stratosferyczne UAV na silnikach elektrycznych zasilanych bateriami i panelami słonecznymi będą mogły przebywać w powietrzu miesiącami, a nawet latami.
Sądząc po liczbie projektów, stratosferyczne bezzałogowce są niezwykle obiecującym obszarem. Przede wszystkim są uważane za alternatywę dla satelitów do rozmieszczania systemów łączności (zarówno cywilnych, jak i wojskowych), a także nadzoru i wywiadu.
Jednym z najbardziej ambitnych projektów jest bezzałogowy statek powietrzny SolarEagle (Vulture II) firmy Boeing, który ma zapewnić możliwość przekazywania łączności i rozpoznania w nieprzerwanym powietrzu przez pięć lat (!) na wysokości około dwudziestu kilometrów. Projekt jest finansowany przez agencję DARPA.
Rozpiętość skrzydeł UAV SolarEagle wynosi 120 metrów, maksymalna prędkość to do 80 kilometrów na godzinę. Baterie słoneczne UAV SolarEagle powinny wytwarzać 5 kilowatów energii elektrycznej, która będzie przechowywana do lotów nocnych w ogniwach paliwowych.
UAV SolarEagle (Sęp II).
Kolejny wysokogórski elektryczny bezzałogowiec Solara 60 od Titan Aerospace, zakupiony przez Google w 2014 roku, również jest przeznaczony do długich lotów na wysokości ponad 20 kilometrów. Konstrukcja UAV Solara 60 obejmuje jeden silnik elektryczny ze śmigłem o dużej średnicy, baterie litowo-polimerowe i panele słoneczne. Google planował zakup 11 000 bezzałogowych statków powietrznych Solara 60, aby dostarczać obrazy powierzchni Ziemi w czasie rzeczywistym i wdrażać Internet. Projekt został wstrzymany w 2016 roku.
[w środku] UAV Solara 60 firmy Titan Aerospace.
W 2001 roku NASA przetestowała elektryczny bezzałogowy statek powietrzny Helios na dużych wysokościach. Wysokość lotu wynosiła 29,5 km, czas lotu 40 minut.
BSP Helios.
Postęp Rosji w tym kierunku jest znacznie skromniejszy. NPO nazwany imieniem Ławoczkina opracowuje projekt stratosferycznego bezzałogowego statku powietrznego „Aist” LA-252 o wysokości lotu 15-22 kilometrów i ładowności 25 kilogramów. Dwa silniki elektryczne są zasilane panelami słonecznymi w dzień i bateriami w nocy.
Model UAV "Aist" LA-252.
Firma Tiber wraz z Advanced Research Foundation (FPI) opracowuje stratosferyczny UAV Sova, zdolny do operowania na wysokości około 20 kilometrów.
Koncepcja UAV „Sowa”.
W 2016 roku prototyp BSP Sova leciał przez 50 godzin na wysokości 9 kilometrów. Niestety drugi prototyp, o rozpiętości skrzydeł 28 metrów, rozbił się podczas testów w 2018 roku. Założono, że drugi prototyp powinien spędzić 30 dni w nieprzerwanym locie, osiągając wysokość 20 kilometrów.
Prototyp BSP "Sowa".
Wadą prawie wszystkich istniejących projektów stratosferycznych elektrycznych bezzałogowców jest niewielka ładowność – w najlepszym razie kilkaset kilogramów. Jednak nawet obciążalność prądowa pozwala na umieszczenie sprzętu rozpoznania optycznego i / lub elektronicznego rozpoznania (RTR) na wysokogórskich elektrycznych bezzałogowcach.
Z drugiej strony ten typ samolotu jest dopiero na początku swojego rozwoju. Postęp w dziedzinie akumulatorów i silników elektrycznych pozwala nam mówić o komercyjnym lotnictwie pasażerskim, a upowszechnienie zielonej energii przyczynia się do dużej liczby prac mających na celu poprawę sprawności paneli słonecznych. UAV z wodorowymi ogniwami paliwowymi osiągają doskonałe wyniki.
UAV z wodorowym ogniwem paliwowym opracowany przez Uniwersytet Technologiczny w Delft (Holandia) we współpracy z Royal flota oraz Straży Przybrzeżnej, kilka razy dłużej niż czas lotu UAV o podobnych wymiarach na bateriach.
Nie należy zapominać o postępie w rozwoju materiałów kompozytowych, które pozwalają na zwiększenie wytrzymałości kadłuba samolotu przy jednoczesnym zmniejszeniu masy i widoczności radarowej, a także o technologiach druku 3D, które umożliwiają produkcję lekkich i mocnych monolitów części o złożonej strukturze wewnętrznej, których wykonanie tradycyjnymi metodami jest niemożliwe.
Łącznie pozwala to liczyć na pojawienie się na dużych wysokościach elektrycznych bezzałogowych statków powietrznych, a właściwie satelitów atmosferycznych o zwiększonej ładowności i niemal nieograniczonym zasięgu lotu.
Tak jak zmniejszenie wielkości i złożoności produkcji sztucznych satelitów Ziemi (AES), a także kosztów ich wystrzelenia, prowadzi do tego, że ich liczba na orbicie gwałtownie rośnie, tak udoskonalenie stratosferycznych UAV może prowadzić do podobny efekt w stratosferze, kiedy w pewnym momencie na niebie pojawią się dziesiątki tysięcy wysokogórskich elektrycznych bezzałogowych statków powietrznych, które przekazują komunikację, wykonują obserwacje meteorologiczne, nawigację, rozpoznanie i rozwiązują ogromną liczbę innych zadań komercyjnych i wojskowych.
Co to oznacza dla nas pod względem śledzenia AUG/KUG? Fakt, że nie będzie tak łatwo wykryć rozpoznawczego UAV wśród ogromnej liczby samolotów załogowych, cywilnych i wojskowych UAV z różnych krajów i do różnych celów.
Ruch statków cywilnych utrudnia poszukiwanie AUG i KUG na oceanie, ale wykrycie rozpoznawczych UAV może być utrudnione ze względu na szybko rosnącą liczbę samolotów wszystkich typów.
W porównaniu z załogowymi samolotami rozpoznawczymi, innymi typami UAV i sterowcami stratosferycznymi, elektryczne UAV na dużych wysokościach powinny mieć znacznie mniejszą widoczność. Nie posiadają praktycznie żadnej sygnatury termicznej, a sygnatura radarowa jest nieznaczna i można ją zredukować za pomocą odpowiednich rozwiązań.
odkrycia
Sterowce stratosferyczne i bezzałogowce elektryczne na dużych wysokościach mogą stanowić „drugi poziom” systemów rozpoznania i oznaczania celów, uzupełniając możliwości satelitów rozpoznawczych i zdolny w dużej mierze do neutralizacji „ciemnych punktów” w zakresie wykrywania AUG i KUG.
Podobnie jak orbitalne pojazdy rozpoznawcze, sterowce stratosferyczne i wysokogórskie elektryczne bezzałogowce będą niezwykle skuteczne jako sprzęt rozpoznawczy nie tylko dla Marynarki Wojennej, ale także dla innych rodzajów sił zbrojnych.
Należy wziąć pod uwagę, że ważnym warunkiem zapewnienia osiągów sterowców stratosferycznych i wysokogórskich elektrycznych bezzałogowych statków powietrznych jest dostępność globalnych systemów łączności satelitarnej – tylko w tym przypadku będą one w stanie działać na odległość od granic państwowych Rosja.
informacja