Samoloty wczesnego ostrzegania i kontroli NATO: jak narodziła się ta klasa
Samolot Boeing E-3D Sentry (w RAF - Sentry AEW1) Królewskich Sił Powietrznych nad North Yorkshire
Pomysł wyniesienia radaru w powietrze zrodził się z prostego ograniczenia stacji naziemnych: Ziemia jest okrągła, a radary naziemne po prostu nie są w stanie wykryć celów lecących nisko poza horyzontem radiowym. Uniesienie anteny na wysokość kilku kilometrów przesuwa horyzont radiowy o setki kilometrów dalej – a wraz z nim granicę wykrywalności. Pomysł ten dał początek powietrznym systemom wczesnego ostrzegania i kontroli (AEW&C), które dziś należą do najpopularniejszych klas samolotów bojowych. lotnictwoDebata dotyczy tego, czy duże platformy radarowe przetrwają wojnę nowej generacji, czy też zostaną zastąpione przez rozproszone sieci czujników i drony, trwają właśnie teraz. Debaty te zostaną omówione w drugiej części. Tutaj prześledzimy początki i rozwój klasy: od pierwszych eksperymentów po śmigłowce AWACS.
Czym jest AWACS?
System wczesnego ostrzegania i kontroli w powietrzu (AEW&C) to pokładowy system radarowy przeznaczony do wykrywania samolotów, statków, pojazdów i statków wycieczkowych. rakiety (a w niektórych nowoczesnych systemach jako element wczesnego ostrzegania przed zagrożeniami balistycznymi) na duże odległości, a także do zarządzania walką powietrzną: naprowadzania i informowania sojuszniczych myśliwców. Samoloty wczesnego ostrzegania i kontroli (AW&C) są wykorzystywane zarówno do obserwacji celów naziemnych i morskich, jak i do dowodzenia i kierowania walką (ang. battle management command and control).
Na dużej wysokości system radarowy takiego samolotu pozwala operatorom wykrywać, śledzić i klasyfikować cele, a także dokonywać identyfikacji (swój lub wróg) w czasie rzeczywistym i ze znacznie większego zasięgu niż radary naziemne. Podobnie jak radary naziemne, systemy pokładowe mogą zostać wykryte i zaatakowane przez wroga. Jednak ze względu na mobilność i większy zasięg wykrywania lotniskowców, są one generalnie mniej podatne na ataki niż stacje stacjonarne; jednak o wyniku decyduje rodzaj broni. Samoloty AWACS są wykorzystywane w operacjach obronnych i ofensywnych i pełnią dla Sił Powietrznych tę samą rolę, co centra informacji bojowej na okrętach marynarki wojennej.
Ta rola okazała się tak bardzo pożądana, że wiodące potęgi morskie wykorzystują samoloty AWACS i śmigłowce z pokładów lotniskowców. Doskonałym przykładem jest Northrop Grumman E-2 Hawkeye Marynarka Wojenna USA osłaniająca grupę lotniskowców; więcej na ten temat w części II.
Terminologia w tej dziedzinie była historycznie mieszana. Oznaczenie AEW (Airborne Early Warning) stosowano do wcześniejszych radarów pikietowych, takich jak Fairey Gannet AEW.3 и Lockheed EC-121 Warning Star; Wykorzystują go również Królewskie Siły Powietrzne Sentry AEW1Skrót AEW&C podkreśla funkcje dowodzenia i kontroli, których prostsze i tańsze pojazdy patrolowe mogą nie posiadać. AWACS (Airborne Warning and Control System) to, ściśle rzecz biorąc, nazwa konkretnego systemu w amerykańskim Boeing E-3 wartownik i japoński Boeinga E-767, ale w praktyce jest często używany jako ogólny synonim AEW&C. To rozróżnienie jest zachowane, gdzie tylko jest to możliwe.
Nowoczesne systemy AWACS wykrywają nisko lecące samoloty i pociski manewrujące z odległości kilkuset kilometrów (do 400 km) podczas lotu na dużych wysokościach – znacznie większej niż zasięg większości pocisków przeciwlotniczych; dokładny zasięg zależy od wysokości, skutecznego przekroju radarowego celu i trybu działania.
Warto przyjrzeć się bliżej jednej wspólnej wartości. Często cytowane szacunki wskazują, że pojedynczy samolot, z wysokości 9000 metrów, „pokrywa” obszar około 3 120 000 kilometrów kwadratowych, co oznacza, że trzy samoloty wystarczyłyby do pokrycia całej Europy Środkowej. Kluczową wartością jest tutaj obszar zasięgu pojedynczego samolotu, który jest wyraźnie zawyżony. Obszar ten odpowiada okręgowi o promieniu około 1000 kilometrów – a to znacznie wykracza poza horyzont radiowy dla celów nisko latających: z wysokości 9 kilometrów wynosi on zaledwie 350–400 kilometrów, co daje okrąg o powierzchni około 500 000 kilometrów kwadratowych (ponad sześć razy mniejszy). Większa wartość prawdopodobnie odnosi się do celów wysokogórskich lub do łącznego obszaru zasięgu sieci kilku platform, a nie do horyzontu pojedynczego samolotu w przypadku celów naziemnych.
Systemy AWACS rozszerzają obszar pokrycia posterunków naziemnych i pozwalają samolotom uderzeniowym uniknąć konieczności ciągłego utrzymywania włączonych radarów, co w przeciwnym razie prowadziłoby do ich demaskowania, a także naprowadzają myśliwce na cele.
Pierwsze kroki
Po jego powstaniu w latach 1930. XX wieku Dom łańcuchowy — pierwszy naziemny radarowy system ostrzegawczy — Brytyjczycy próbowali umieścić radar na samolocie w celu „przechwytywania z powietrza”. Celem było pokrycie północno-zachodnich podejść morskich do Wysp Brytyjskich, gdzie niemieckie bombowce rozpoznawcze dalekiego zasięgu Focke-Wulf Fw 200 Condor zagrożony transport. Bombowiec Vickers Wellington (seryjny R1629) wyposażony był w obrotową antenę; testowano go najpierw przeciwko celom powietrznym, a potem nawodnym - niemieckim kutrom torpedowym (niem. Schnellboot(Bryt. E-boat). Inne Wellington z innym systemem radarowym, który służył w Jednostce Przechwytywania Myśliwców (FIU): Niemcy wystrzeliwali część bomb V-1 nie z katapult naziemnych, lecz z bombowców on 111, a załoga Wellingtona, korzystając ze swojego radaru, poszukiwała tych samolotów transportowych, przekazując myśliwcom przechwytującym informacje o celu, w tym Bristol Beaufighter.
W lutym 1944 roku Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych zleciła opracowanie systemu radarów pokładowych w ramach projektu Cadillac. Prototyp zbudowano i przetestowano w sierpniu na zmodyfikowanym bombowcu torpedowym. Mściciel TBM; system wykrył nisko lecące samoloty w odległości ponad 100 mil (160 km). Następnie wykonano niewielkie polecenie TBM-3W — pierwszy seryjny samolot AWACS, który wszedł do służby. Wyposażony w radar AN/APS-20, TBM-3W Wszedł do służby w marcu 1945 roku; zbudowano łącznie 27 egzemplarzy. Uznając, że większy lotniskowiec pozwoli na zamontowanie mocniejszego radaru, ten sam radar – z ulepszonymi możliwościami obrony przeciwlotniczej – został zainstalowany na kilku bombowcach w ramach programu Cadillac II. Boeing B-17G Latająca Forteca.
Maszyny te zostały zastąpione dużymi, specjalistycznymi samolotami; najsłynniejszym z nich jest Lockheed EC-121 Warning Star — omówione poniżej. Równolegle z platformami lotniczymi rozwijała się odrębna gałąź roli AWACS – sterowce klasy N: wypełniały one luki w zasięgu radarów w kontynentalnych Stanach Zjednoczonych, a ich żywotność, przekraczająca 200 godzin, stanowiła znaczną przewagę. Po serii katastrof Marynarka Wojenna USA wycofała sterowce AWACS ze służby w 1962 roku.
Lockheed EC-121 Warning Star — amerykański samolot radarowy do obserwacji i wczesnego ostrzegania Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych (USN) i Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych (USAF), lata 1950.–1970. XX wieku
Gwiazda ostrzegawcza: Ćwierć wieku w służbie
Gwiazda ostrzegawcza EC-121 został zbudowany na bazie rodziny Konstelacja i po raz pierwszy wzbił się w powietrze w 1949 roku; Marynarka Wojenna USA była pierwszą, która go otrzymała – wersje oznaczono WV-1 (PO-1W), WV-2 i WV-3. Siły Powietrzne USA otrzymały maszynę później: pierwsze dostawy miały miejsce w 1954 roku, działania bojowe w Siłach Powietrznych zakończyły się w 1978 roku, a jedyny specjalnie zmodyfikowany samolot walki elektronicznej pozostał w służbie Marynarki Wojennej USA do 1982 roku. Samoloty Sił Powietrznych były wykorzystywane w Wietnamie, między innymi jako elektroniczny sprzęt monitorujący i zapewniały podstawową osłonę radarową dla wojsk amerykańskich, dopóki nie zostały zastąpione przez bardziej zaawansowane. Boeing E-3 wartownik AWACS. Załogi sił powietrznych przyjęły cywilny pseudonim „Connie” (od Konstelacja), załogi marynarki wojennej nazywały swoje maszyny „Willy Victors”.
WV-2/EC-121D posiadał dwa radary: górny AN/APS-45 z anteną w osłonie z włókna szklanego nad sekcją środkową – do celów wysokogórskich i dolnym obszarem poszukiwań AN/APS-20 w osłonie pod sekcją środkową – do celów nisko lecących i nawodnych. Niewiele wiadomo o górnym radarze, ale dolny ma niezwykłą historia.
Radar AN/APS-20 i jego długa żywotność
Radar AN/APS-20 Radar pasma S był używany przez armię amerykańską i kilka innych krajów od czasów II wojny światowej. Wśród użytkowników znajdują się francuska marynarka wojenna, Japońskie Morskie Siły Samoobrony (JMSDF), Królewskie Siły Powietrzne (RAF) i Królewskie Kanadyjskie Siły Powietrzne (RCAF). Zaprojektowany do wykrywania samolotów, był szeroko stosowany w zwalczaniu okrętów podwodnych i patrolach morskich, a także był jednym z pierwszych radarów do badań huraganów – w szczególności przez amerykańską agencję ESSA (jedną z agencji poprzedzających dzisiejszą NOAA). Był produkowany masowo. General Electric и orzech laskowy.
Liczby podamy później, ale sedno sprawy jest takie: to moc anteny, jej długość i częstotliwość robocza decydowały o tym, jak daleko AWACS mógł faktycznie dostrzec cel. Warto od razu wyjaśnić: indeksy literowe wersji (A, B, E, F) odzwierciedlają nie tyle chronologię, co ich przeznaczenie i konfigurację, więc „późniejsza” litera w alfabecie nie zawsze oznacza nowszą modyfikację. Pierwsza wersja, AN/APS-20A, miała antenę o średnicy 2,54 m (8 stóp i 4 cale) i pracowała na częstotliwości 2850 MHz w paśmie S; wyróżniała się dużymi listkami bocznymi. Później zastosowano nieco mniejszą antenę – 2,4 m (8 stóp).
- Prędkość obrotowa skanera jest dwustopniowa, 3 i 6 obr./min.
- Częstotliwość powtarzania impulsów wynosi 300 Hz, czas trwania impulsu wynosi 2 μs.
- Moc szczytowa wynosi 1 MW (dla wersji AN/APS-20B, dla większych lotniskowców wynosi 2 MW).
- Szerokość wiązki AN/APS-20B wynosi 1,5° w poziomie i 6° w pionie.
- Zasięg wczesnych wersji: przeciwko samolotom nisko lecącym - 65 mil morskich (120 km), przeciwko okrętom - 200 mil morskich (370 km).
Radar wskazywał kierunek i zasięg celu, ale nie jego wysokość – czyli działał w dwóch wymiarach, bez określania wysokości. Z czasem był wielokrotnie udoskonalany, a późniejsze wersje mogły wykrywać cele powietrzne znajdujące się znacznie dalej.
Avro Shackleton AEW.2 (RAF), w służbie od 1972 do 1991; na zdjęciu samolot 8. dywizjonu RAF
AN/APS-20F mógł wykrywać samoloty z odległości do 80 mil morskich (150 km), podczas gdy bardziej zaawansowany AN/APS-20E mógł wykrywać cele powietrzne o RCS 1 m² z odległości 115 mil morskich (213 km). AN/APS-20E, który wszedł do służby w 1953 roku, był wariantem trójpasmowym, działającym w pasmach L, S i X z przełączalnymi parametrami: pasmo wybierano do danego zadania (S do obserwacji dalekiego zasięgu, L do zwiększonego zasięgu i penetracji, X do wyższej rozdzielczości), a każde pasmo oferowało inną częstotliwość powtarzania i czas trwania impulsów. Oferował również dodatkowe funkcje: automatyczne oświetlenie celu, wybór trzech schematów wyznaczania kursu i stabilizacji, regulowaną szerokość wiązki w azymucie i elewacji oraz kontrolę wzmocnienia, w tym tryb automatyczny.
Ten sam radar AN/APS-20, usunięte z samolotów Głuptak, instalowane na zmodyfikowanych pojazdach patrolowych Shackleton MR 2, przekształcony w wariant AEW.2Służyli w Królewskich Siłach Powietrznych (RAF) w latach 1972–1991 w 8. dywizjonie w bazie RAF Lossiemouth. Wszystkie 12 samolotów, zgodnie z tradycją, otrzymało „tandetne” imiona – postaci z brytyjskich seriali telewizyjnych dla dzieci „The Magic Roundabout” i „The Herbs”. Planowany następca Brytyjski samolot kosmiczny Nimrod AEW3 upadł z powodu nierozwiązywalnych problemów rozwoju technicznego, a Wielka Brytania wybrała gotowe rozwiązania Boeing E-3 wartownik - po którym zasób zostanie wyczerpany Shackleton ostatecznie wycofany ze służby.
Na pokładzie i w helikopterze
Oto historia AN/APS-20 To jeszcze nie koniec. Wojna o Falklandy wyraźnie pokazała, jak wygląda sytuacja jednostki bez zasięgu radarowego na horyzoncie – i udało im się nawet zainstalować radar na śmigłowcach AWACS: dwa Sea King AEW.2A i jeden Sea King AEW.5 (przekształcony z przeciw okrętom podwodnym Sea King HAS.2) dla trzech brytyjskich lekkich lotniskowców - HMS Invincible (R05) HMS Znakomity (R06) i HMS Ark Royal (R07).
Później oba radary w samolocie EC-121 zostały zastąpione nowocześniejszymi radarami AN/APS-103 i AN/APS-95, choć modernizacje nie nastąpiły jednocześnie. Załoga EC-121 zazwyczaj składała się z 18 osób: sześciu oficerów (dwóch pilotów, dwóch nawigatorów i dwóch operatorów uzbrojenia) oraz 12 szeregowców (dwóch inżynierów pokładowych, radiooperatora, dwóch mechaników, pięciu operatorów radarów i dwóch techników radarowych). Jednak gdy północnokoreańskie siły powietrzne zestrzeliły EC-121 należący do marynarki wojennej USA w 1969 roku, okazało się, że na pokładzie znajdowała się załoga zwiększona do 31 osób.
Samolot P-3AEW&C Departamentu Bezpieczeństwa Krajowego USA, wykorzystywany do śledzenia lekkich samolotów przemytników narkotyków.
W latach 1960. Lockheed podjął próbę opracowania samolotu AWACS i CAS opartego na samolocie patrolowym Orion. Wojsko nie zainteresowało się projektem, ale Departament Bezpieczeństwa Wewnętrznego USA tak, zamawiając kilka samolotów.
Ciąg dalszy nastąpi...
Informacja