Z nieba na ląd: naprowadzane radarem rakiety powietrze-powietrze wykorzystywane jako część naziemnych systemów obrony powietrznej
Od samego początku twórcy rakiet do walki powietrznej starali się zapewnić przewagę nad wrogiem poprzez zwiększenie zasięgu rażenia, zwrotności, większej liczby jednocześnie wystrzeliwanych celów i poprawę odporności na hałas.
Rakiety powietrze-powietrze największego zasięgu (np. radziecki R-37 czy amerykański AIM-120 AMRAAM) wykorzystują aktywną radarową głowicę naprowadzającą (ARH), która w końcowej fazie naprowadzania rakiety na cel. lot. Na początkowym i środkowym odcinku trajektorii stosuje się sterowanie inercyjne i dowodzenia-inercyjne.
W ostatnim czasie pojawiła się tendencja do wyposażania rakiet dalekiego zasięgu w odbiorniki kosmicznego systemu radionawigacyjnego. Wyposażenie rakiet powietrze-powietrze dalekiego zasięgu w takie urządzenia wiąże się z intensywnym rozwojem w wiodących krajach świata sieciowych systemów kierowania walką, a także możliwością odbierania danych z innych źródeł przez nośnik i broń. na przykład z samolotów AWACS lub naziemnych radarów dalekiego zasięgu. Obecność systemu nawigacji satelitarnej pozwala wyjaśnić dane o aktualnej pozycji rakiety w przestrzeni względem celu, strzelającego samolotu i innych obiektów oraz stworzyć optymalny tor lotu.
Zaletą rakiet z głowicą ARL jest to, że można je stosować przeciwko celom powietrznym niewidocznym wizualnie w trybie „wystrzel i zapomnij”, a po wystrzeleniu rakiety manewrowość lotniskowca nie jest ograniczona. Tego typu rakiety są jednak bardzo drogie – według informacji publikowanych w źródłach amerykańskich koszt jednej wyrzutni rakiet AIM-120C-7 to około 1,8 mln dolarów.
Przeciwlotnicze systemy rakietowe oparte na wyrzutni rakiet AIM-120 AMRAAM
Obecnie jednym z najbardziej perspektywicznych do zastosowania w ramach przeciwlotniczych systemów rakietowych jest rakieta kierowana z aktywną radarową głowicą naprowadzającą AIM-120 AMRAAM (Advanced Medium-Range Air-to-Air Missile – zaawansowany pocisk powietrze-powietrze średniego zasięgu -pocisk powietrzny).
Prace nad tym pociskiem rozpoczęły się pod koniec lat 1970. XX wieku, po tym jak eksperci Departamentu Obrony USA doszli do wniosku, że w arsenale amerykańskich samolotów bojowych konieczne jest posiadanie rakiety dalekiego zasięgu zdolnej do działania w trybie „wystrzel i zapomnij”. Jednak ze względu na trudności techniczne, finansowe i organizacyjne proces projektowania i testowania rakiety został opóźniony, a partia pilotażowa AIM-120 została wypuszczona dopiero w 1988 roku. Rozwój rakiet Sił Powietrznych i lotnictwo Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych pojawiła się na początku lat 1990.
Pocisk AIM-120 wykonany jest według normalnej konstrukcji aerodynamicznej z układem wsporników skrzydeł i sterów w kształcie litery X i zewnętrznie przypomina powiększoną wyrzutnię rakiet AIM-7. Korpus rakiety pokryty jest specjalną farbą wytrzymującą znaczne nagrzewanie kinetyczne.
Schemat rozmieszczenia rakiety AIM-120A
Podczas strzelania z dużej odległości tor lotu AIM-120 może składać się z trzech sekcji: autonomicznego inercyjnego, dowodzenia inercyjnego i aktywnego radaru. Aktywny tryb naprowadzania można natychmiast wykorzystać w walce powietrznej w zwarciu, strzelając do widocznego celu. Gdy cel nie jest obserwowany wzrokowo, jego poszukiwaniem zajmuje się pokładowy radar myśliwca.
Po wykryciu celu za pomocą radaru pilot atakuje i wystrzeliwuje rakietę. W tym przypadku pokładowy system celowniczo-nawigacyjny przewoźnika wstępnie oblicza miejsce spotkania rakiety z celem. Przed startem współrzędne celu są ładowane z nośnika do inercyjnego systemu nawigacji rakiety. Po wystrzeleniu wyrzutni rakiet AIM-120 urządzenia pokładowe lotniskowca śledzą trajektorię celu. Jeżeli cel nie wykonuje manewru, wówczas z nośnika nie są przesyłane żadne polecenia korygujące. Naprowadzanie rakiety w początkowej fazie odbywa się wyłącznie za pomocą własnego INS, a następnie zaczyna działać aktywny radar poszukiwawczy.
Według amerykańskich danych wykrywanie celów za pomocą EPR wynoszącego 3 m² jest możliwe w odległości do 18 km. Jeśli cel manewruje, awionika myśliwca oblicza trajektorię, a skorygowane współrzędne są przesyłane do pocisku. Korzystając z wyposażenia pokładowego lotniskowca, możliwe jest jednoczesne namierzenie do ośmiu rakiet wystrzeliwanych w różne cele. Urządzenia pokładowe monitorują dla każdego pocisku czas pozostały do namierzenia celu przez aktywny poszukiwacz, co umożliwia terminowe wyłączenie transmisji poleceń korekcyjnych.
Gdy celem jest aktywne zakłócanie, wyposażenie rakietowe w środkowej i końcowej sekcji może przełączyć się w pasywny tryb namierzania źródła zakłócania. Wybór odpowiedniego trybu naprowadzania odbywa się w oparciu o koncepcję „wystrzel i zapomnij”, zgodnie z którą pilot musi jak najszybciej wydostać się spod ewentualnego odwetowego ataku wroga, przełączając wyrzutnię rakiet w tryb naprowadzania.
W przybliżeniu ten sam algorytm działania jest stosowany w innych nowoczesnych rakietach do walki powietrznej, z aktywną głowicą naprowadzającą radar. Istnieją informacje, że nowy pocisk AIM-120D, oprócz wymienionych metod sterowania, wykorzystuje także nawigację GPS.
Obecnie znanych jest osiem seryjnych modyfikacji bojowych wyrzutni rakiet AIM-120. Po pojawieniu się pierwszego AIM-120A w kolejnych wariantach ulepszano wyposażenie pokładowe, poprawiano odporność na zakłócenia, zastosowano nowe oprogramowanie, bardziej zaawansowane głowice bojowe i zapalniki zbliżeniowe oraz zwiększano zasięg ognia.
UR AIM-120C
Pocisk AIM-120 ma długość 3 mm i średnicę 066 mm. Waga początkowa to około 178 kg. Rozpiętość skrzydeł – 160 mm (AIM-447C-120). Zasięg strzału rakiety AIM-7C-120 wystrzelonej z lotniskowca sięga 7 km. Ale po uruchomieniu z instalacji naziemnej liczba ta jest znacznie mniejsza.
Po zakończeniu zimnej wojny dowództwo NATO w dużej mierze straciło zainteresowanie naziemnymi systemami obrony powietrznej, co doprowadziło do ograniczenia lub spowolnienia programów tworzenia nowych systemów obrony powietrznej średniego zasięgu i modernizacji już istniejących.
Jednak wiele firm nadal aktywnie rozwijało nowe systemy przeciwlotnicze, z których część została doprowadzona do etapu budowy seryjnej i weszła do służby.
Amerykańsko-norweski NASAMS (Norwegian Advanced Surface-to-Air Missile System) uważany jest za bardzo udany system rakiet przeciwlotniczych średniego zasięgu.
Rozbudowę tego kompleksu w pierwszej połowie lat 1990. rozpoczęło konsorcjum amerykańskiej firmy Hughes Aircraft (później przejętej przez Raytheon Corporation) i norweskiej Norsk Forsvarteknologia (obecnie część grupy Kongsberg Defence). W nowym systemie obrony powietrznej NASAMS firma Hughes Aircraft wykorzystała istniejące rozwiązania w systemie obrony powietrznej AdSAMS, które obejmowały także zastosowanie rakiety lotniczej AIM-120, co znacznie przyspieszyło proces testowania i rozwoju.
W pierwszym etapie testów rakiety AIM-120 wystrzelono z holowanych instalacji amerykańskiego systemu obrony powietrznej Improved HAWK.
Ta opcja pozwoliła uczynić kompleks tańszym. Jednak później klient zażądał użycia szczelnych kontenerów transportowych i startowych, co było bardzo ważne podczas wykonywania obowiązków bojowych w trudnych warunkach klimatycznych Norwegii.
W 1995 roku Norweskie Siły Powietrzne podpisały pierwszy kontrakt na zakup systemów obrony powietrznej NASAMS. W 2005 roku rozpoczęto prace nad integracją norweskich systemów we wspólny system kontroli obrony powietrznej NATO i poprawą ich właściwości bojowych. Zmodernizowany system obrony powietrznej NASAMS II wszedł do służby w Norweskich Siłach Powietrznych w 2007 roku. Centra kontroli NASAMS II są w stanie wymieniać i przetwarzać informacje w formatach Link 16, Link 11 i JREAP.
System obrony powietrznej NASAMS składa się z wielofunkcyjnego trójwymiarowego radaru Sentinel AN/MPQ-64F1, pasywnej stacji optoelektronicznej MSP500, centrum kontroli FDC i mobilnego centrum komunikacji GBADOC, które umożliwia integrację z siecią wyższego szczebla w celu wymiany informacji. Różne radary i powiązane stanowiska dowodzenia są połączone w sieć za pośrednictwem kanałów radiowych, co umożliwia wyświetlanie sytuacji powietrznej w czasie rzeczywistym.
Radar Sentinel AN/MPQ-64F1 i MSP500 OLS bazują na wojskowym pojeździe terenowym, a centrum dowodzenia i centrum łączności mobilnej zamontowane są w standardowych kontenerach cargo.
Radar AN/MPQ-64F1, wyrzutnie i stacje optoelektroniczne można rozmieścić w odległości do 2,5 km od punktu kontrolnego. Sprzęt poszukiwawczo-celowniczy baterii przeciwlotniczej jest w stanie jednocześnie śledzić 72 cele.
Ciężkie ciężarówki różnego typu mogą służyć do transportu wyrzutni, centrum dowodzenia i centrum komunikacji mobilnej.
Wielofunkcyjny radar o wysokiej rozdzielczości Sentinel AN/MPQ-64F1 ma zasięg instrumentalny 120 km i oprócz wykrywania celów służy do oświetlania i naprowadzania.
Radar Sentinel AN/MPQ-64F1
W trudnych sytuacjach bojowych radar AN/MPQ-64F1 może pracować w trybie wiązki silnie kierunkowej, co zmniejsza ryzyko ujawnienia pozycji kompleksu i namierzenia rakiet przeciwradarowych.
Do poszukiwania celu można wykorzystać również pasywną stację optoelektroniczną MSP500, która zawiera kamerę telewizyjną wysokiej rozdzielczości, kamerę termowizyjną i dalmierz laserowy, co zapewnia odpalenie systemu obrony przeciwrakietowej AIM-120 bez włączania AN Radar /MPQ-64F1.
Pasywna stacja optoelektroniczna MSP500
W tym przypadku cel jest wychwytywany przez aktywną głowicę naprowadzającą radaru rakiety, gdy znajduje się ona jeszcze na ziemi lub po wystrzeleniu, ale obszar dotknięty tą opcją naprowadzania jest mniejszy niż przy współpracy z radarem wielofunkcyjnym.
Zasięg ostrzału systemu obrony powietrznej NASAMS II wynosi 30 km, a zasięg wysokościowy 20 km. Podczas wystrzeliwania rakiet AMRAAM-ER parametry zasięgu i wysokości zwiększają się około 1,5 razy.
Kompleksy NASAMS o różnych modyfikacjach służą w Norwegii, Holandii, Hiszpanii, Finlandii, Omanie, Litwie i Indonezji. Po wydarzeniach 2001 roku w środkowym Waszyngtonie rozmieszczono jeden zestaw przeciwlotniczy (Amerykanie używają czasami nieoficjalnego oznaczenia MIM-120A). Jesienią 2022 roku wyszło na jaw, że na Ukrainę planowanych jest przekazanie ośmiu systemów obrony powietrznej NASAMS II.
Oprócz systemu obrony powietrznej NASAMS, rakiety samolotów AIM-120 miały także znaleźć się w mobilnym systemie obrony powietrznej HUMRAAM (HMMWV+ AMRAAM). W połowie lat 1990. wojsko USA badało możliwość stworzenia kompleksu wojskowego, którego wszystkie elementy zostałyby umieszczone na podwoziu Humvee.
Pierwsze wystrzelenie rakiet AIM-120A w ramach systemu obrony powietrznej HUMRAAM przeprowadzono w sierpniu 1997 r., a ostrzał symulatora rakiet manewrujących odbył się w lipcu 1998 r. Podczas testów model eksperymentalny zapewniał przechwytywanie celów w odległości do 15 km. Gdyby zastosowano nowe modyfikacje AIM-120, zasięg ognia można by zwiększyć o 30%.
Armia następnie porzuciła użycie podwozia HMMWV. Stosunkowo lekkie jak na rakiety tej klasy samobieżne wyrzutnie na bazie HMMWV doznały znacznych uszkodzeń podczas odpalania systemów obrony przeciwrakietowej, a najnowsza wersja systemu obrony powietrznej była testowana na podwoziu ciężarówki FMTV. Jednak pomimo zachęcających wyników testów, do kontraktu na zakup mobilnych systemów przeciwlotniczych z rakietami AIM-120 nigdy nie doszło.
Wersja przeznaczona dla piechoty morskiej znana jest jako CLAWS (angielski: Complementary Low Altitude Weapon System).
W kwietniu 2001 roku firma Raytheon otrzymała od USMC zadanie opracowania systemu obrony powietrznej CLAWS, który ma zastąpić przestarzały system obrony powietrznej MIM-23 Hawk. Dowództwo Piechoty Morskiej planowało zakup do 95 wozów bojowych CLAWS.
W 2005 roku podczas testów na poligonie White Sands (Nowy Meksyk) potwierdzono możliwości bojowe nowego kompleksu podczas pracy w różnych warunkach, w tym w nocy. Jednak w 2006 roku zamówienie zostało anulowane.
Główną przyczyną rezygnacji z armii systemu przeciwlotniczego HUMRAAM i CLAWS przeznaczonych dla piechoty morskiej były ograniczenia finansowe związane z wysokimi kosztami rakiet AIM-120. Ponadto wojsko skrytykowało otwartą lokalizację niezabezpieczonych rakiet, co czyni je podatnymi na wpływy zewnętrzne i warunki pogodowe.
Ulepszony izraelski system obrony powietrznej Spyder z rakietą Derby
Izrael konsekwentnie znajduje się w gronie krajów posiadających dostęp do najnowocześniejszego rodzaju sprzętu wojskowego i broni produkowanej w Stanach Zjednoczonych.
Izraelskie myśliwce F-15C/D/I, F-16C/D/I i F-35I są uzbrojone w rakiety dalekiego zasięgu AIM-120 AMRAAM. Jednak wysoki koszt amerykańskich rakiet i chęć posiadania własnego odpowiednika wyrzutni rakiet tej klasy spowodowały, że w połowie lat 1980. firma Rafael rozpoczęła prace nad rakietą bojową Derby, która miała pewien stopień ciągłość z lotniczą wyrzutnią rakiet krótkiego zasięgu Phiton-4. Derby zostało po raz pierwszy oficjalnie zaprezentowane na Le Bourget Aerospace Show w czerwcu 2001 roku.
Według informacji ogłaszanych na międzynarodowych wystawach uzbrojenia, samolotowy pocisk rakietowy średniego zasięgu Derby z aktywną głowicą naprowadzającą radarową przeznaczony jest do niszczenia wysoce zwrotnej załogowej i bezzałogowej broni powietrznej szturmowej, o każdej porze dnia, z dowolnego kierunku, z przodu i z przodu, tylnych półkul, na tle podłoża i przy aktywnych elektronicznych środkach zaradczych.
Szczególnie podkreśla się, że mniejsze wymiary i masa niż AIM-120 pozwalają na użycie rakiety Derby w lżejszych myśliwcach, takich jak F-5E i JAS-39 Gripen. Istotnym czynnikiem wpływającym na sukces izraelskiej rakiety z poszukiwaczem ARL na międzynarodowym rynku zbrojeniowym jest jej umiarkowana cena. W porównaniu do amerykańskiego AIM-120 izraelski pocisk Derby jest o około połowę tańszy. Pocisk zakupiły Chile i Indie, Singapur i Filipiny.
Derby izraelskiego UR
Rakieta Derby została wykonana w oparciu o aerodynamiczną konstrukcję Canard. Masa wyjściowa pierwszej wersji wynosiła 115 kg, w późniejszych modyfikacjach wzrosła o 10–15%. Masa głowicy wynosi 23 kg. Długość – 3,62 m, rozpiętość skrzydeł – 0,64 m, prędkość lotu – 4 M. Zasięg ognia – do 70 km.
W 2015 roku rozpoczęto produkcję ulepszonego pocisku I-Derby ER (Extended Range) o zasięgu ostrzału zwiększonym do 100 km, z nowym silnikiem na paliwo stałe pracującym w trybie dual-mode i opracowanym przez Rafaela dwukierunkowym łączem danych, za pośrednictwem którego pilot myśliwca lub operator systemu przeciwlotniczego otrzymuje od osoby poszukującej ARL informacje zarówno o samym celu, jak i o innych celach w obserwowanym obszarze. Pozwala to w odpowiednim czasie zmienić orientację pocisku (np. jeśli w cel został już trafiony inny pocisk lub inny cel ma wyższy priorytet) lub wystrzelić dodatkowe rakiety.
Wkrótce po rozpoczęciu produkcji systemu przeciwlotniczego Spyder, który początkowo wykorzystywał rakiety z naprowadzaczami podczerwieni Python-4 i Python-5, dla tego kompleksu zaadaptowano lotniczy system obrony przeciwrakietowej Derby z aktywną radarową głowicą naprowadzającą.
Samobieżna wyrzutnia rakiet przeciwlotniczych Spyder-SR z rakietami Python-5 i Derby
Zastosowanie systemów obrony przeciwrakietowej wyposażonych w różnego rodzaju namierzacze pozwala na sekwencyjne ostrzeliwanie celów rakietami średniego i krótkiego zasięgu. Po wystrzeleniu z nachylonej wyrzutni systemu obrony powietrznej Spyder-SR maksymalny zasięg ostrzału systemu obrony przeciwrakietowej Derby wynosi 40 km.
Jeżeli system przeciwlotniczy Spyder-MR wykorzystuje rakietę Derby z dodatkowym przyspieszaczem startu i otrzyma oznaczenie celu z mobilnej wielofunkcyjnej stacji radarowej EL/M-2084 MMR, zasięg pionowo wystrzeliwanej rakiety może sięgać 60 km.
Słup antenowy wielofunkcyjnego radaru EL/M-2084 MMR
Trójwymiarowy radar z AFAR EL/M-2084 MMR firmy ELTA, pracujący w zakresie częstotliwości decymetrowych (od 2 do 4 MHz), ma zasięg instrumentalny 470 km i może jednocześnie śledzić 200 celów. Bez obrotu anteny pole widzenia wynosi 120 stopni.
Najbardziej zaawansowanym systemem obrony powietrznej w tej rodzinie jest Spyder-LR, którego amunicja obejmuje pionowo wystrzeliwane rakiety Python-5 oraz I-Derby ER wyposażone w akcelerator. Dotknięty obszar tego kompleksu na średnich wysokościach sięga 80 km.
Obiecujący rosyjski system obrony powietrznej oparty na pocisku powietrze-powietrze R-77
W ZSRR prace nad badaniem możliwości wykorzystania rakiet lotniczych w naziemnych i morskich systemach obrony powietrznej prowadzono od drugiej połowy lat 1980. XX wieku. Badania przeprowadzone przez specjalistów z Państwowego Biura Projektowego „Vympel” (dziś część Korporacji Rakiet Taktycznych) potwierdziły możliwość wykorzystania wyrzutni rakiet R-27 do niszczenia celów powietrznych przy wystrzeleniu ze stacjonarnej wyrzutni umieszczonej na poziomie morza. Jednak rozpad ZSRR doprowadził do zamrożenia badań w tym obszarze, do których powrócili już w latach 1990. XX wieku.
W 1996 roku na międzynarodowej wystawie Defendory w Atenach zademonstrowano model rakiety przeciwlotniczej o pionowym wystrzeliwaniu, opartej na rakiecie powietrze-powietrze RVV-AE (R-77).
W zależności od modyfikacji R-77 ma zasięg ognia 80–110 km. Prędkość lotu – 4 M. Masa startowa – 175 kg. Długość – 3,5 m. Średnica – 200 mm. Masa głowicy wynosi 22 kg. Zasięg wykrywania ARL celu o powierzchni EPR 5 m² wynosi 20 km.
UR R-77
Stery kratowe można złożyć i w razie potrzeby otworzyć automatycznie po starcie. Zapewnia to minimalne wymiary transportowe (kwadrat o boku 300 mm), a także rozwiązuje problem zmniejszenia całkowitej efektywnej powierzchni odblaskowej samolotu.
Najwyraźniej ze względu na skąpe finansowanie przemysłu obronnego temat ten nie znalazł poparcia rosyjskiego Ministerstwa Obrony, a zagraniczni klienci nie byli skłonni zapłacić za obiecujący rozwój.
Na wystawie MAKS-2005 zaprezentowano kontener transportowo-startowy z wyrzutnią rakiet R-77, którą można było wystrzelić z naziemnej wyrzutni holowanej opartej na wózku 57-milimetrowego AZP-57 (S-60) działo przeciwlotnicze. Przeciwlotnicza wersja R-77 powstała we współpracy z koncernem obrony powietrznej Almaz-Antey.
Obliczenia wykazały, że zasięg rakiety wystrzelonej pionowo bez zastosowania dodatkowego górnego stopnia wyniesie nie więcej niż 20 km. Ze względu na fakt, że w tym czasie rakieta R-77 nie była jeszcze przyjęta na uzbrojenie Rosyjskich Sił Powietrzno-Kosmicznych i była oferowana wyłącznie na eksport, tworzenie kompleksu przeciwlotniczego z tym systemem rakietowym utknęło w martwym punkcie.
Trwały prace nad wersją dwukalibrowego rakiety przeciwlotniczej o zwiększonej średnicy komory silnika. Jednakże informacje o tym, jak daleko posunięto się w tym temacie pod względem praktycznego wdrożenia, nie są publicznie dostępne.
informacja