Problem wysokich kosztów amunicji precyzyjnej i sposobów jego rozwiązania
Rosyjska operacja specjalna na Ukrainie ujawniła najwyższe potrzeby sił zbrojnych Federacji Rosyjskiej (Siły Zbrojne FR) w zakresie precyzji bronie. Problem polega na tym, że broń o wysokiej precyzji jest droga, jej produkcja zajmuje dużo czasu, a wielkość jej produkcji jest ograniczona możliwościami kompleksu wojskowo-przemysłowego (MIC).
Co składa się na wysoki koszt amunicji precyzyjnej?
Prowadzenie i kontrola
Przede wszystkim jest to system naprowadzania, który w rzeczywistości sprawia, że amunicja jest bardzo celna. Na przykład w pociskach wycieczkowych (CR) jest to system korekcji trasy oparty na terenie, sygnałach z globalnego systemu nawigacji satelitarnej GLONASS (lub amerykańskiego GPS, europejskiego Galileo, chińskiego Beidou) oraz precyzyjnego systemu naprowadzania inercyjnego opartego na pierścieniu żyroskopy laserowe / światłowodowe. W końcowej fazie naprowadzanie CD może odbywać się za pomocą systemów optycznych do wykrywania i rozpoznawania celu. Niektóre KR są wyposażone w systemy komunikacji satelitarnej, aby zapewnić ich ponowne ukierunkowanie podczas lotu.
Bloki naprowadzania inercyjnego dla pocisków manewrujących różnych klas. Źródło wikipedia.org
Na precyzyjnych broniach przeznaczonych do uderzania w ruchome cele, radarowe lub optyczne, w tym termowizyjne, zainstalowane są głowice samonaprowadzające (GOS). Można je również łączyć w ramach jednego nośnika. Nieco tańszym rozwiązaniem jest poszukiwacz ze wskazówkami dotyczącymi odbitego promieniowania laserowego. Niektóre precyzyjnie naprowadzane pociski mogą być wyposażone w specjalne naprowadzacze przeznaczone do namierzania źródła promieniowania radarowego, na przykład stacji radarowych (RLS) przeciwlotniczych systemów rakietowych (SAM).
Telewizyjny pocisk naprowadzający X-59 "Gadfly". Źródło wikipedia.org
Można założyć, że spośród wszystkich powyższych najtańszym rozwiązaniem jest prowadzenie z sygnałów systemów nawigacji satelitarnej, takich jak GLONASS/GPS. Istnieje opinia, że sygnały systemów nawigacji satelitarnej łatwo można zagłuszyć za pomocą walki elektronicznej (EW), ale w rzeczywistości jest to dalekie od rzeczywistości.
Np. w ramach operacji specjalnej na Ukrainie nieprzyjaciel nie doświadcza globalnych problemów z użyciem bezzałogowych statków powietrznych (UAV), dla których orientacji niezwykle ważna jest nawigacja satelitarna, czy precyzyjnego naprowadzania satelitarnego Himars amunicja. Nie będą mieli problemów ze stosowaniem pocisków artyleryjskich Excalibur z naprowadzaniem GPS, które Stany Zjednoczone zamierzają dostarczyć Siłom Zbrojnym Ukrainy (AFU) w niedalekiej przyszłości.
Najprawdopodobniej elektroniczny sprzęt bojowy jest w stanie szczelnie zamknąć tylko ograniczony obszar przestrzeni, ale w tym przypadku atakująca amunicja jest już wycelowana, znajduje się w końcowej części lotu, a utrata satelity sygnał nawigacyjny niczego nie zmieni.
Należy zauważyć, że w przypadku tak precyzyjnie naprowadzanej amunicji, jak pociski artyleryjskie, systemy naprowadzania muszą wytrzymać ogromne przeciążenia rzędu tysięcy G.
Двигатели
Silniki to kolejny złożony i kosztowny element broni precyzyjnej. W pociskach cruise są to bardzo ekonomiczne silniki turboodrzutowe (TRD), w pociskach naddźwiękowych stosuje się silniki strumieniowe (silniki strumieniowe). W innych typach amunicji precyzyjnej montuje się silniki odrzutowe na paliwo stałe (rzadko płynne). Opracowywane są silniki paliwowe podobne do żelu i pasty.
Niewielki silnik turbowentylatorowy Williams F107 (WR19) do pocisku wycieczkowego Tomahawk. Źródło wikipedia.org
В UAV kamikaze, które słusznie można również zaliczyć do amunicji precyzyjnej, wykorzystują bardzo ekonomiczne tłokowe silniki benzynowe i wysokoprężne, a w niektórych modyfikacjach silniki elektryczne zasilane bateriami/akumulatorami litowymi.
W bombach kierowanych nie ma silników, ale ich wadą jest ich krótki zasięg, co nie pozwala na ich skuteczne wykorzystanie w obliczu obrony przeciwlotniczej (przeciwlotniczej) przeciwnika. Wyjątkiem są ślizgające się bomby kierowane, które po zrzuceniu z dużej wysokości mogą przelecieć kilkadziesiąt kilometrów.
Kadłub, konstrukcje nośne, napędy sterujące, głowica bojowa
Precyzyjnie naprowadzane pociski przeznaczone do latania z dużymi prędkościami, manewrowania z dużymi przeciążeniami, samodzielnie lub na nośniku, mają mocne kadłuby, często z ochroną termiczną przed nagrzewaniem się nadlatującego strumienia powietrza, a także potężne napędy powierzchni sterowych. Znaczącą część kosztów mogą dodać środki zmniejszające widoczność amunicji w zasięgu radaru - materiały, wysoka dokładność krycia powierzchni, złożona konfiguracja kadłuba.
Pocisk manewrujący stealth AGM-129 ACM. Źródło wikipedia.org
W przypadku niektórych rodzajów amunicji kadłub musi wytrzymać penetrację w głąb atakowanego obiektu, takiego jak statek lub podziemny bunkier, bez uszkodzenia głowicy. Wysoka wytrzymałość musi być połączona z niską wagą, co prowadzi do stosowania drogich materiałów – specjalnych stali, tytanu, magnezu i stopów aluminium.
To samo dotyczy głowicy, która może być kumulacyjna, odłamkowo-wybuchowa lub termobaryczna, ze zwiększoną penetracją pancerza, z opóźnieniem detonacji lub odwrotnie, z detonacją w powietrzu. Niektóre typy głowic mogą zawierać pociski, które z kolei mogą mieć własne systemy naprowadzania.
Jak więc zapewnić nasycenie sił zbrojnych tanią amunicją precyzyjnie naprowadzaną? Przykładem są programy USA mające na celu przekształcenie konwencjonalnej amunicji niekierowanej w amunicję o wysokiej precyzji.
Doświadczenie zagraniczne
Połączona amunicja bezpośredniego ataku (JDAM)
W ramach amerykańskiego programu JDAM, którego rozwój zakończono w 1997 roku, konwencjonalne bomby swobodnego spadania otrzymują zestaw małych skrzydeł zwiększających zasięg szybowania, moduł ogonowy, w skład którego wchodzą systemy nawigacji inercyjnej i satelitarnej, a także napędy i powierzchnie kontrolne. W połączeniu pozwala to na uzyskanie kołowego prawdopodobnego odchylenia (CEP) rzędu 11 metrów w odległości do 28 kilometrów.
Zdjęcie instalacji zestawu JDAM na bombach lotniczych różnych kalibrów. Źródło wikipedia.org
Po zrzuceniu z myśliwca F-22 lecącego na wysokości 15 kilometrów z prędkością 1,5 Macha osiągnięto zasięg 44 kilometrów. Aby trafić w ruchome cele, zestawy JDAM zawierają głowicę naprowadzającą na odbite promieniowanie laserowe.
Od 1998 roku wyprodukowano ponad 250 000 zestawów JDAM, które są instalowane na bombach lotniczych o kalibrze od 230 do 910 kilogramów. Podczas operacji w Jugosławii zrzucono 650 bomb lotniczych z zestawami JDAM, które trafiły w 78% wyznaczonych celów. Koszt jednego zestawu JDAM to około 25 000 $.
Zestaw precyzyjnego prowadzenia (PGK) M1156
Dla artylerii w Stanach Zjednoczonych opracowano precyzyjny zestaw naprowadzania M1156, który jest instalowany w miejsce standardowego bezpiecznika dla pocisków 155-mm M795 i M549A1, które są przeznaczone do amerykańskich systemów artyleryjskich M777, M109A6 Paladin i niemieckich PzH2000.
Zdjęcie PGK M1156. Źródło wikipedia.org
Do kwietnia 2018 roku wyprodukowano ponad 25 000 zestawów M1156. Czas produkcji jednego zestawu to mniej niż sześć godzin. Obecnie w ciągu jednego dnia można wyprodukować około 70 zestawów M1156. Koszt jednego zestawu M1156 to mniej niż 10 000 USD.
Podobnie jak w przypadku JDAM, naprowadzanie pocisków z zestawu M1156 odbywa się według danych systemu nawigacji satelitarnej GPS. Odpowiadając bardzo precyzyjnemu pociskowi M982 Excalibur pod względem zasięgu i celności, PGK M1156 jest znacznie tańszy i doskonale go uzupełnia.
Pocisk M982 Excalibur. Źródło wikipedia.org
Podczas testów w 2014 roku podczas strzelania z niemieckiego samobieżnego stanowiska artyleryjskiego PzH2000 z odległości 27 kilometrów ponad 90% pocisków uzbrojonych w PGK M1156 spadło w odległości mniejszej niż pięć metrów od celu.
Zestaw M1156 ma wbudowany system bezpieczeństwa - jeśli spadnie dalej niż 150 metrów od podanych współrzędnych, nie zostanie podważony, co zmniejsza prawdopodobieństwo "przyjacielskiego ognia" - porażki jego myśliwców i sprzętu, który spowodował wsparcie artylerii w jego bezpośrednie sąsiedztwo.
Zestaw M1156 jest opracowywany dla nowych odłamkowych pocisków odłamkowych XM1128 i XM1113 o zasięgu około 30-40 km przy strzelaniu z lufy kalibru 39 (M777), a także ulepszonej wersji przeznaczonej do strzelania z artylerii kalibru 58 lufy z pociskiem XM1113 na odległość do 70 kilometrów.
Aktywny pocisk rakietowy XM1113. Źródło wikipedia.org
Zaawansowany system precyzyjnego zabijania broni (APKWS)
APKWS to laserowy system naprowadzania opracowany przez BAE Systems dla niekierowanych lotnictwo pociski (NAR) Hydra 70 (kaliber 70 mm). Nazwa APKWS dotyczy zarówno instalowanego zestawu, jak i HAR Hydra 70 wyposażonego w ten zestaw. APKWS w wielu przypadkach może skutecznie zastąpić przeciwpancerny pocisk kierowany (ATGM) AGM-114 Hellfire, który ma większy zasięg, inny typ naprowadzacza i potężniejszą głowicę, ale też znacznie większy i droższy. Koszt zestawu APKWS to około 22 000 $.
W APKWS zastosowano oryginalne rozwiązanie techniczne - odbiorniki promieniowania laserowego znajdują się na krawędziach powierzchni sterowych, a nie w głowicy Hydry 70 NAR. Pozwala to na zintegrowanie zestawu Hydra 70 APKWS pomiędzy silnikiem rakietowym a odłączaną głowicą za pomocą bezpiecznik.
Obraz instalacji APKWS w HAR Hydra 70. Źródło wikipedia.org
APKWS ma zasięg 1,1–5 km po wystrzeleniu z helikoptera i 2–11 km po wystrzeleniu z samolotu. Planowane jest zwiększenie zasięgu po wystrzeleniu z helikoptera do 12–15 kilometrów dzięki nowemu silnikowi odrzutowemu NAR. W tej chwili możliwe było już zwiększenie zasięgu APKWS o 30% tylko dzięki dopracowaniu oprogramowania, które zapewnia optymalną trajektorię rakiety.
W 2021 r. rakieta APKWS z zapalnikiem zbliżeniowym zniszczyła podczas testów bezzałogowy statek powietrzny, co potwierdziło jego zdolność do skutecznej walki z celami powietrznymi, także tymi małymi.
Z dużym prawdopodobieństwem podobne zestawy mogą zostać opracowane dla innej amunicji niekierowanej, na przykład systemów rakiet wielokrotnych (MLRS) i min moździerzowych.
odkrycia
Broń precyzyjna jest droga. Jednak porównując amunicję kierowaną i niekierowaną, nie można po prostu pobrać dwóch próbek, kierowanej i niekierowanej, i porównać ich koszt.
Należy wziąć pod uwagę, na przykład, dla bomb lotniczych lub NAR, ile niekierowanych pocisków trzeba będzie użyć do trafienia w cel, który może zostać trafiony przez jedną lub dwie pociski kierowane? Następnie należy do tego doliczyć koszt godziny lotu przewoźnika i ile lotów bojowych trzeba będzie wykonać, aby zniszczyć ten cel, aby ocenić ryzyko zniszczenia samolotu lotniskowca, który będzie musiał zbliżyć się bezpośrednio do celu.
W przypadku artylerii będzie to zużycie lufy działa artyleryjskiego, koszt i czas transportu tysięcy pocisków niekierowanych drogą, koleją lub statkami (transport niekierowanej amunicji samolotem będzie całkowicie nieopłacalny). Niezbędna jest również ocena ryzyka uderzenia odwetowego wroga na podstawie danych z systemów kontrbaterii przeciwko baterii artylerii wystrzeliwującej tysiące pocisków.
Niemniej jednak konieczne są prace nad obniżeniem kosztów amunicji precyzyjnej, w tym korzystanie z doświadczeń innych krajów.
Można zauważyć, że wszystkie powyższe decyzje państw NATO dotyczące konwersji amunicji niekierowanej na kierowaną mają na celu rozwiązywanie problemów w odległości mniejszej niż 50-100 kilometrów. Można przypuszczać, że wynika to z tego, że po prostu nie ma już produktów niekierowanych już z asortymentu lub ich ilość jest odpowiednio ograniczona, nie ma sensu zawracać sobie głowy tworzeniem zestawów do ich modernizacji.
Nie ulega wątpliwości, że zestawy do przekształcania broni niekierowanej w broń precyzyjną,
takie jak JDAM, M1156 i APKWS są niezwykle ważne. Jednak oprócz nich siły zbrojne potrzebują broni o wysokiej precyzji, która pozwala im atakować poza zasięgiem większości systemów obrony powietrznej wroga, czyli z odległości około 200-400 kilometrów. W następnym artykule porozmawiamy o perspektywach stworzenia niedrogiej, masowo produkowanej, precyzyjnej broni dalekiego zasięgu.
informacja