Trong bài viết trước, chúng tôi đã xem xét vấn đề tìm kiếm các nhóm tấn công tàu sân bay và tàu chiến (AUG và KUG), cũng như chĩa vũ khí tên lửa vào chúng bằng các phương tiện trinh sát không gian. Việc phát triển các chòm sao quỹ đạo của vệ tinh do thám và liên lạc có tầm quan trọng chiến lược đối với việc đảm bảo an ninh của quốc gia, tuy nhiên, việc phát hiện tàu sân bay và các nhóm tấn công hải quân (AUG và KUG) và dẫn đường cho tên lửa chống hạm (ASM) tại chúng cũng có thể được thực hiện một cách hiệu quả bằng các phương tiện khác. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ xem xét các phức chất ở tầng bình lưu đầy hứa hẹn có thể được sử dụng để giải quyết những vấn đề này.
Vệ tinh khí quyển - khí cầu không người lái ở tầng bình lưu
Trong bài Sự hồi sinh của khí cầu. Khí cầu là một bộ phận quan trọng của lực lượng vũ trang thế kỷ XXI, chúng tôi đã xem xét các lĩnh vực có thể sử dụng của khí cầu trên chiến trường. Một trong những cách hiệu quả nhất để sử dụng chúng là tạo ra khí cầu trinh sát với khả năng tự chủ và tầm quan sát khổng lồ.
Một ví dụ là dự án khí cầu không người lái "Berkut" của Nga, được thiết kế để hoạt động ở độ cao khoảng 20-23 km trong sáu tháng. Thời gian bay dài phải được đảm bảo do không có phi hành đoàn và hệ thống cung cấp điện được cung cấp bởi các tấm pin mặt trời. Các nhiệm vụ chính của khí cầu Berkut là cung cấp chuyển tiếp liên lạc và trinh sát độ cao, bao gồm phát hiện và xác định các vật thể trên đất liền và trên biển.
Khối lượng thiết bị trinh sát có thể đặt trên khí cầu Berkut là 1.200 kg, thiết bị được lắp đặt được cung cấp năng lượng. Khí cầu có thể duy trì một vị trí nhất định tương tự như một vệ tinh địa tĩnh. Ở độ cao 20 km, đường chân trời vô tuyến khoảng 600-750 km, diện tích bề mặt khảo sát trên một triệu km vuông, có thể so sánh với diện tích lãnh thổ của Đức và Pháp cộng lại. Các đài ra đa (radar) hiện đại với ăng ten mảng pha chủ động (AFAR) có thể cung cấp phạm vi phát hiện các mục tiêu bề mặt lớn ở khoảng cách khoảng 500-600 km.
Khí cầu có thể đi cao hơn. Gần như được đảm bảo, hoạt động của chúng có thể được đảm bảo ở độ cao khoảng 30 km, và độ cao đạt được của khí cầu lên đến 50 km.
Năm 2005, Lực lượng Vũ trang Hoa Kỳ tuyên bố mở chương trình chế tạo khinh khí cầu và khinh khí cầu quân sự siêu cao, sẽ phải hoạt động thực tế ở ranh giới dưới của không gian. Cũng trong năm đó, Cơ quan Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến DARPA đã tiến hành công việc sơ bộ để tạo hình dáng của một khinh khí cầu trinh sát có khả năng hoạt động ở độ cao khoảng 80 km.
Những nhiệm vụ nào có thể được giao cho khí cầu không người lái tầm cao?
Trước hết, đây là quyền kiểm soát biên giới nhà nước của Nga, bao gồm cả biển. Khí cầu tầm cao để phát hiện radar tầm xa (AWACS) có thể phát hiện tên lửa hành trình bay thấp và đưa ra chỉ định mục tiêu cho máy bay chiến đấu và hệ thống tên lửa phòng không (SAM), điều này là không thể đối với radar đường chân trời cố định. (ZGRLS). Khi được áp dụng để kiểm soát các khu vực nước, khí cầu không người lái có thể phát hiện kính tiềm vọng của tàu ngầm, hàng không hải quân, tàu mặt nước đơn lẻ, AUG và KUG.
Một lựa chọn khác có thể là triển khai khí cầu AWACS không người lái "ở vùng biển trung lập" - ở các điểm quan trọng của các đại dương trên thế giới và / hoặc trong vùng tầm nhìn của các căn cứ hải quân của đối phương. Việc bảo dưỡng các khí cầu như vậy có thể được thực hiện bằng các tàu chuyên dụng hoặc trên lãnh thổ của các quốc gia thân thiện / trung lập.
Khí cầu không người lái tiềm năng có thể đi cùng AUG ngay sau khi tàu sân bay rời biển. Một số khí cầu nhất định có thể được chỉ định các vùng điều khiển chuyên dụng, trong đó chúng phải hộ tống AUG / KUG của "mình", chuyển chúng tại một số điểm nhất định đến khí cầu của vùng tiếp theo.
Tất nhiên, khí cầu cồng kềnh là mục tiêu khá dễ bị tấn công của máy bay địch, nhưng có một số sắc thái: thứ nhất, khi nằm trong biên giới bang và cách nó một khoảng cách ngắn, lực lượng hàng không của Không quân có thể đảm bảo an toàn cho các khí cầu không người lái. Lực lượng Không quân (Air Force), trong khi chúng tôi sẽ cung cấp quyền kiểm soát bề mặt ở khoảng cách khoảng 600-800 km tính từ biên giới tiểu bang.
Thứ hai, khả năng cung cấp khả năng theo dõi từ khoảng cách 500-600 km sẽ làm phức tạp đáng kể công việc của hàng không dựa trên tàu sân bay của đối phương, vì việc tổ chức các máy bay chiến đấu làm nhiệm vụ liên tục trong khu vực bị tiêu diệt của khí cầu bằng đường không-đối- tên lửa hàng không sẽ được yêu cầu, do đó sẽ dẫn đến sự hao mòn nhanh chóng nguồn tài nguyên của động cơ máy bay và tăng thêm chi phí thời gian bay, hoặc các máy bay chiến đấu sẽ phải được gửi trực tiếp vào giai đoạn bị đe dọa, trong trường hợp đó khí cầu có thể rời khỏi khu vực bị ảnh hưởng, ngay cả khi tính đến tốc độ thấp của nó.
Thứ ba, trong trường hợp xảy ra xung đột thực sự, khi AUG ở trong vùng quan sát của khí cầu trinh sát và trong tầm bắn của tên lửa chống hạm phóng từ SSGN, máy bay chiến đấu từ tàu sân bay có thể tiêu diệt khí cầu không người lái, nhưng chúng sẽ không nơi nào để trở lại. Và một cuộc trao đổi như vậy có thể coi là khá chấp nhận được.
Nếu độ cao hoạt động của khí cầu không người lái tăng lên đến 30 - 40 km, thì việc bắn hạ chúng sẽ càng trở nên khó khăn hơn và phạm vi quan sát của các phương tiện trinh sát trên tàu sẽ tăng lên đáng kể.
Vệ tinh khí quyển - UAV điện độ cao
Máy bay không người lái (UAV) bay ở độ cao lớn với thời gian bay dài sẽ trở thành sự bổ sung cho khí cầu ở tầng bình lưu. Người ta cho rằng các UAV ở tầng bình lưu chạy bằng động cơ điện chạy bằng pin và các tấm pin mặt trời sẽ có thể ở trên không trong nhiều tháng hoặc thậm chí nhiều năm.
Dựa trên số lượng các dự án, UAV ở tầng bình lưu là một lĩnh vực cực kỳ hứa hẹn. Trước hết, chúng được coi là một giải pháp thay thế cho vệ tinh để triển khai các hệ thống thông tin liên lạc (cho cả ứng dụng dân dụng và quân sự), cũng như để giám sát và trinh sát.
Một trong những dự án tham vọng nhất là UAV SolarEagle (Vulture II) của Boeing, được cho là cung cấp khả năng chuyển tiếp thông tin liên lạc và trinh sát, liên tục ở trên không trong 5 năm (!) Ở độ cao khoảng 20 km. Dự án được tài trợ bởi cơ quan DARPA.
Sải cánh của SolarEagle UAV là 120 mét, tốc độ tối đa lên tới 80 km / h. Các tấm pin mặt trời của SolarEagle UAV được cho là sản xuất ra 5 kilowatt điện, sẽ được lưu trữ cho các chuyến bay đêm trong pin nhiên liệu.
Một UAV Solara 60 chạy điện độ cao khác của Titan Aerospace, được Google mua lại vào năm 2014, cũng được thiết kế cho các chuyến bay dài ở độ cao trên 20 km. Thiết kế của Solara 60 UAV bao gồm một động cơ điện duy nhất với cánh quạt đường kính lớn, pin lithium-polymer và các tấm pin mặt trời. Google đã lên kế hoạch mua 11.000 UAV Solara 60 để cung cấp hình ảnh thời gian thực về bề mặt trái đất và triển khai Internet. Dự án đã bị đình chỉ vào năm 2016.
Năm 2001, NASA đã thử nghiệm UAV điện cao thế Helios. Độ cao bay 29,5 km, thời gian bay 40 phút.
Nga có thành công khiêm tốn hơn nhiều trong hướng đi này. NPO được đặt theo tên Lavochkin đang phát triển một dự án UAV "Aist" LA-252 ở tầng bình lưu với độ cao bay từ 15-22 km và khả năng mang theo là 25 kg. Hai động cơ điện được cung cấp năng lượng từ các tấm pin mặt trời vào ban ngày và từ pin vào ban đêm.
Công ty Tiber cùng với Quỹ Nghiên cứu Tiên tiến (FPI) đang phát triển UAV tầng bình lưu Sova có khả năng hoạt động ở độ cao khoảng 20 km.
Năm 2016, nguyên mẫu của SOVA UAV đã bay 50 giờ ở độ cao 9 km. Thật không may, nguyên mẫu thứ hai với sải cánh 28 mét đã bị rơi trong quá trình thử nghiệm vào năm 2018. Nguyên mẫu thứ hai được cho là đã trải qua 30 ngày bay không ngừng, đạt độ cao 20 km.
Những nhược điểm của hầu hết các dự án hiện có về UAV điện tầng bình lưu có thể là do trọng tải có giá trị nhỏ - tốt nhất là vài trăm kg. Tuy nhiên, ngay cả khả năng mang vác hiện tại cũng có thể đặt thiết bị trinh sát quang học và / hoặc thiết bị trinh sát điện tử (RTR) trên các UAV điện ở độ cao lớn.
Mặt khác, loại máy bay này mới chỉ ở giai đoạn đầu phát triển. Tiến bộ trong lĩnh vực pin và động cơ điện cho phép chúng ta nói về hàng không chở khách thương mại, và việc truyền bá năng lượng xanh góp phần vào một số lượng lớn công việc để cải thiện hiệu quả của pin mặt trời. UAV với pin nhiên liệu hydro cho thấy kết quả tuyệt vời.
Chúng ta không nên quên những tiến bộ trong quá trình phát triển vật liệu composite cho phép tăng cường độ bền của thân máy bay đồng thời giảm trọng lượng và giảm tín hiệu radar, cũng như công nghệ in 3D cho phép sản xuất các bộ phận nguyên khối nhẹ và bền với một tổ hợp cấu trúc bên trong, việc sản xuất theo phương pháp truyền thống không thể thực hiện được.
Cùng với nhau, điều này có thể làm cho người ta tin tưởng vào sự xuất hiện của các UAV điện ở độ cao - thực tế là các vệ tinh khí quyển với khả năng chuyên chở cao hơn và thực tế là không giới hạn phạm vi bay.
Cũng như việc giảm kích thước và độ phức tạp của việc sản xuất các vệ tinh trái đất nhân tạo (AES), cũng như chi phí phóng của chúng, dẫn đến thực tế là số lượng của chúng trên quỹ đạo đang tăng lên nhanh chóng, việc cải tiến các UAV ở tầng bình lưu có thể dẫn đến một hiệu ứng tương tự ở tầng bình lưu, khi tại một thời điểm nhất định trên bầu trời sẽ có hàng chục nghìn UAV điện cao thế chuyển tiếp thông tin liên lạc, thực hiện quan sát khí tượng, dẫn đường, trinh sát và giải quyết một số lượng lớn các nhiệm vụ thương mại và quân sự khác.
Điều này sẽ có ý nghĩa gì đối với chúng tôi về mặt theo dõi AUG / KUG? Thực tế là sẽ không dễ dàng như vậy để tìm thấy một chiếc UAV trinh sát trong số lượng khổng lồ máy bay có người lái, UAV dân dụng và quân sự của các quốc gia khác nhau và phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau.
So với máy bay trinh sát có người lái, các loại UAV khác và khí cầu ở tầng bình lưu, UAV điện ở độ cao thấp nên ít bị nhìn thấy hơn. Chữ ký nhiệt của chúng thực tế không có, và chữ ký radar là không đáng kể và có thể được giảm bớt với sự trợ giúp của các giải pháp thích hợp.
kết luận
Khí cầu tầng bình lưu và UAV điện trên cao có thể tạo thành "cấp độ thứ hai" của hệ thống trinh sát và chỉ định mục tiêu, bổ sung khả năng của vệ tinh do thám và có khả năng vô hiệu hóa phần lớn các "điểm tối" trong vấn đề phát hiện AUG và KUG.
Giống như các phương tiện trinh sát quỹ đạo, khí cầu tầng bình lưu và các UAV điện trên cao sẽ cực kỳ hiệu quả với vai trò là phương tiện trinh sát không chỉ cho Hải quân mà còn cho các nhánh khác của lực lượng vũ trang.
Cần lưu ý rằng điều kiện quan trọng đảm bảo khả năng hoạt động của khí cầu tầng bình lưu và UAV điện trên cao là sự sẵn có của các hệ thống liên lạc vệ tinh toàn cầu - chỉ trong trường hợp này, chúng mới có thể hoạt động ở khoảng cách xa biên giới quốc gia của Nga..
