Độ cong của bề mặt trái đất và sự không bằng phẳng của địa hình đã hạn chế đáng kể khả năng của các hệ thống phòng không trên bộ và hải quân trong việc phát hiện và đánh bại vũ khí tấn công đường không bay thấp (LAS). Làm thế nào bạn có thể đảm bảo hiệu quả khả năng bắn hệ thống phòng không vào các mục tiêu bay thấp?
Leo lên cao hơn
Một trong những lựa chọn là đặt radar trên thiết bị nâng và cột buồm (PMU). Nếu chúng ta đặt radar ở độ cao 15 mét, thì phạm vi quan sát của máy bay di chuyển ở độ cao 50 mét so với bề mặt sẽ là 41 km. Việc tăng chiều cao của PMU lên 50 mét sẽ làm tăng phạm vi quan sát trên lý thuyết chỉ 13 km (lên đến 54 km), trong khi độ phức tạp và cồng kềnh của các thiết bị như vậy sẽ tăng lên ở mức độ lớn hơn nhiều.
Có vẻ như đó là điều khá bình thường đối với hệ thống phòng không tầm ngắn kiểu Pantsir-SM? Nhưng trong thực tế, sự không bằng phẳng của địa hình, rừng cây, tòa nhà và các chướng ngại vật tự nhiên và nhân tạo khác sẽ làm giảm giá trị này vài lần.
Độ cao tối thiểu để nâng radar là bao nhiêu để đảm bảo phát hiện mục tiêu bay thấp?
Độ cao cần thiết để nâng cao phương tiện phát hiện để bù đắp cho địa hình không bằng phẳng có thể thay đổi trong từng trường hợp. Trong hầu hết các trường hợp, chênh lệch độ cao trên lãnh thổ bằng phẳng của Nga trong phạm vi 100-200 km là không quá 100-200 mét. Ở các khu vực miền núi, sự khác biệt có thể lớn hơn đáng kể và rất khó để chỉ ra bất kỳ giá trị cụ thể nào.
Thông thường, đối với hệ thống phòng không tầm ngắn (lên đến 40-50 km), bạn có thể lấy độ cao cần thiết để bù đắp cho sự không bằng phẳng của địa hình 100 mét, đối với hệ thống phòng không tầm trung (lên đến 50- 150 km), độ cao cần thiết để bù đắp cho sự không bằng phẳng của địa hình sẽ là 200 mét.
Như vậy, độ cao tối thiểu của radar, để phát hiện mục tiêu bay thấp, đối với hệ thống phòng không tầm ngắn sẽ là khoảng 200 mét, đối với hệ thống phòng không tầm trung là khoảng 700 mét. Độ cao của đài radar để đảm bảo hoạt động trên đường chân trời của hệ thống tên lửa phòng không tầm xa phải tương đương với độ cao bay của máy bay AWACS, khoảng 10.000 m, trong trường hợp này địa hình có tầm quan trọng thấp hơn nhiều.
Các độ cao được chỉ định khiến việc sử dụng PMU là không thể, nhưng có một số cách khác để "nhìn xa hơn đường chân trời".
Radar Aerostat
Một trong những phương pháp này là sử dụng bóng bay. Dự án JLENS đang được thực hiện tại Hoa Kỳ. Trong khuôn khổ dự án này, dự kiến triển khai thiết bị trinh sát quang học và radar trên khinh khí cầu cố định ở một số điểm nhất định của đất nước, và được thiết kế để phát hiện tên lửa hành trình bay thấp. Độ cao của khinh khí cầu là 3 - 4, 5 km, khối lượng tải trọng khoảng ba tấn. Phạm vi phát hiện mục tiêu trên không khoảng 550 km, mục tiêu mặt đất khoảng 225 km. Ngoài khả năng phát hiện, khinh khí cầu JLENS phải cung cấp khả năng chỉ định mục tiêu trên đường chân trời cho tên lửa đất đối không. Để giữ khinh khí cầu ở vị trí và trao đổi dữ liệu, người ta đề xuất sử dụng một loại cáp bao gồm cáp nguồn và cáp truyền dữ liệu sợi quang trong một vỏ bọc carbon.
Trong khuôn khổ nhiệm vụ mà chúng tôi đang xem xét, dự án này có một số nhược điểm: khinh khí cầu không thuận tiện cho việc di chuyển liên tục bằng đường bộ, và nếu có thể, nó phải được gắn với một điểm nhất định, loại trừ khả năng thay đổi vị trí bằng thiết bị di động hệ thống phòng không và là không thể chấp nhận được. Ngoài ra, kích thước khổng lồ của khí cầu (chiều dài hơn 70 mét) về mặt lý thuyết có thể cản trở hoạt động của nó trong điều kiện gió giật mạnh.
Mặt khác, bản thân khái niệm này khá hứa hẹn. Các trạm radar đặt trên khinh khí cầu có thể bảo vệ các vật thể đứng yên khỏi tác động của EHV bay thấp, chủ yếu như mìn cho tên lửa đạn đạo xuyên lục địa (ICBM), căn cứ tàu ngầm, tàu sân bay tên lửa đạn đạo, sân bay ném bom chiến lược, nhà máy điện hạt nhân và các yếu tố quan trọng khác của đất nước lực lượng vũ trang và cơ sở hạ tầng. …
Vì vậy, mặc dù bóng bay không phải là phương tiện tối ưu để cung cấp cho hệ thống phòng không khả năng đánh trúng mục tiêu ngoài đường chân trời, nhưng chúng có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc bao phủ các vật thể đứng yên đặc biệt quan trọng khỏi cuộc tấn công bất ngờ của hệ thống phòng không bay thấp của đối phương. các hệ thống. Ưu điểm chính của chúng là khả năng ở trong không khí gần như liên tục mà không tiêu tốn đáng kể nhiên liệu và điện
Ở Nga, những quả bóng bay như vậy được phát triển bởi RosAeroSystems. Đặc biệt, bạn có thể cân nhắc đến khinh khí cầu thể tích lớn "PUMA". Khí cầu Puma được phát triển như một tàu sân bay radar để giám sát radar suốt ngày đêm từ độ cao 5 km trong 30 ngày mà không cần hạ cánh.
Bán kính phát hiện và theo dõi các mục tiêu trên không ước tính sẽ là 300-350 km. Khí cầu phải chịu được sức gió bão lên tới 46 m / s và các tia sét đánh trực diện. Aerostat được giữ bằng dây cáp trong quá trình đi lên, xuống và đỗ xe ở độ cao làm việc; nó cũng cung cấp nguồn điện cho các hệ thống trên tàu và tải trọng với công suất lên đến 40 kW, cũng như loại bỏ sét và tĩnh điện. Trọng tải của khinh khí cầu PUMA lên tới 2250 kg.
Rõ ràng, các lực lượng vũ trang của Liên bang Nga đang làm việc theo hướng này:
Vào tháng 7 năm 2015, Vladimir Mikheev, Cố vấn của Phó Tổng Giám đốc thứ nhất của Cơ quan Quan tâm "Công nghệ vô tuyến điện tử" (KRET), nói với RIA Novosti về việc bắt đầu thực hiện một dự án khí cầu phục vụ nhu cầu phòng thủ chống tên lửa của đất nước. Nó có thể trở thành một phần tử chính thức của hệ thống cảnh báo tấn công tên lửa (EWS), ngày nay bao gồm hai tổ hợp - một chòm sao vệ tinh quỹ đạo và các trạm radar trên mặt đất.
Đó là mối quan tâm của Almaz-Antey, điều cần thiết là khinh khí cầu và khí cầu không chỉ có thể cảnh báo về mối đe dọa của một cuộc tấn công trên không, mà còn cả tên lửa dẫn đường phòng không (SAM) được trang bị đầu dẫn radar chủ động (ARGSN) tại các mục tiêu đã xác định.
Máy bay Quadrocopters và các phương tiện bay không người lái (UAV) cất và hạ cánh thẳng đứng
Hãy quay lại với hệ thống phòng không. Để bắt đầu, hãy xem xét các hệ thống phòng không tầm ngắn và tầm trung, yêu cầu nâng radar lên độ cao lần lượt là 200 và 700 mét.
Đầu năm 2018, Boeing đã tiết lộ một nguyên mẫu của một chiếc máy bay không người lái chở hàng không người lái chạy bằng điện quadcopter. UAV này được thiết kế để thử nghiệm và gỡ lỗi các công nghệ cần thiết để chế tạo thế hệ máy bay chở hàng và chở khách tiếp theo. Chiều dài của chiếc UAV trải nghiệm là 4,57 mét, rộng 5,49 mét, cao 1,22 mét, trọng lượng bao gồm cả trọng lượng của pin là 339 kg. Trọng tải - lên đến 226 kg. Thiết kế bao gồm bốn động cơ điện với tám cánh quạt.
Các máy bay quadrocopters-UAV có thể trở thành một giải pháp hiệu quả để phát hiện EHV bay thấp cho các hệ thống phòng không trên bộ và trên biển
Một quadrocopter-UAV chạy điện nên được bố trí trên phương tiện vận chuyển, tổ máy phát điện diesel (DGU) cũng nên được đặt ở đó để cung cấp điện cho UAV. Thật không may, hiện tại vẫn chưa xác định được sức mạnh của động cơ điện của chiếc quadcopter trải nghiệm, thời gian sạc pin và thời gian bay.
Hai lựa chọn có thể được xem xét:
- ở phiên bản đầu tiên, không có pin cần thiết để duy trì một chuyến bay dài, nguồn điện được cung cấp từ phương tiện của người vận chuyển, chỉ có một pin dự phòng nhỏ cho việc hạ cánh khẩn cấp của UAV, có lẽ phương án này có thể được coi là tối ưu;
- tùy chọn thứ hai có thể được sử dụng nếu khối lượng của cáp yêu cầu để cung cấp năng lượng cần thiết cho quadcopter hóa ra quá lớn, trong trường hợp này, quadcopter phải được trang bị pin sạc lại được hoặc siêu tụ điện (siêu tụ điện) có sạc nhanh hàm số.
Để đảm bảo tính liên tục trên không của bốn hệ thống phòng không tầm ngắn, cần có ít nhất hai phương tiện mang UAV trên tàu sân bay. Thời gian bay trên không của UAV sẽ chỉ bị giới hạn bởi sự sẵn có của nhiên liệu cho tổ máy phát điện diesel.
Thay vì sử dụng quadcopter điện, các UAV dựa trên động cơ piston xăng hoặc diesel có thể được thực hiện. Tại Nga, việc phát triển và sản xuất các giải pháp như vậy được thực hiện bởi SKYF Technology, công ty cung cấp cho khách hàng các UAV cất và hạ cánh thẳng đứng SKYF. Hiện tại, sức chở của UAV SKYF là 250 kg với khả năng tăng lên 400 kg. Độ cao bay của UAV này lên tới 3000 mét.
Trước đó, công ty Gorizont đã công bố UAV Gorizont Air S-100 loại trực thăng với radar toàn năng dựa trên Schiebel Camcopter S-100 của Áo. Radar Kolibri, được gắn trên UAV này, và được lắp đặt ở phần dưới của thân máy bay, đang được phát triển cùng với Viện Nghiên cứu Vật lý phóng xạ Moscow. Tổng khối lượng của thiết bị radar không được quá 6,5 kg, tầm bắn cần thiết ở chế độ quan sát toàn cảnh (UAV bay lượn) không dưới 200 km và ở chế độ khẩu độ tổng hợp không nhỏ hơn 20 km.
Trọng tải của UAV này quá nhỏ (35 kg) để có thể chứa một radar có các đặc tính có thể chấp nhận được, nhưng về mặt khái niệm thì nó có thể thú vị. Thời gian ở trên không liên tục là 6 giờ.
Các ví dụ trên của UAV quadrocopters không thể được sử dụng trực tiếp để đặt radar, vì chúng có trọng tải tương đối khiêm tốn, nhưng chắc chắn rằng thiết kế của chúng sẽ được tích cực phát triển và cải tiến. Trước hết, điều này áp dụng cho các máy bay không người lái chạy bằng điện.
Các yêu cầu chính đối với UAV AWACS như máy bay quadrocopter hoặc UAV-AWACS loại trực thăng phải có độ tin cậy cao và khả năng ở trên không trong thời gian dài, đảm bảo hiệu suất bay được chỉ định (LTH), cũng như tài nguyên hoạt động và chi phí thấp của một giờ bay
UAV tầm cao
Đối với các hệ thống phòng không tầm xa, UAV cất và hạ cánh thẳng đứng sẽ không còn là phương tiện trinh sát hiệu quả và đầy đủ nữa, vì độ cao của đài radar, để đạt được tầm quan sát khoảng 400 km, phải vượt quá 10.000 mét.
Có lẽ, các UAV có thời gian bay dài, loại máy bay, kích thước trung bình hoặc lớn có thể được sử dụng làm radar bay cho hệ thống phòng không tầm xa.
Một trong những ứng cử viên cho vai trò của một máy bay không người lái đầy hứa hẹn AWACS có thể là UAV Altair với trọng lượng cất cánh 5 tấn và trọng tải 1-2 tấn. UAV này đang được tạo ra như một phần của dự án nghiên cứu và phát triển Altius-M tại Phòng thiết kế Sokol (Kazan) cùng với công ty Transas. Thời gian bay của nó có thể lên đến 48 giờ, phạm vi bay là 10.000 km. Năm 2018, chương trình Altair UAV được chuyển giao cho Công ty Cổ phần Nhà máy Hàng không Dân dụng Ural (UZGA). Các cuộc thử nghiệm bay của UAV Altair sẽ bắt đầu vào năm 2019.
Các thiết bị kiểu này cũng đang được phát triển ở các nước khác. Đặc biệt, công ty CETC của Trung Quốc đang phát triển UAV JY-300. Phương tiện cỡ trung bình phải trở thành vật mang ăng-ten phù hợp và đóng vai trò như một AWACS không người lái. Theo dữ liệu sơ bộ, JY-300 UAV có trọng lượng cất cánh khoảng 1300 kg và có thể mang tải trọng 400 kg. Nó có khả năng thực hiện các chuyến bay kéo dài đến 12 giờ, ở độ cao lên tới 7,6 km. Các radar được tích hợp trong thiết kế của máy bay không người lái này sẽ cho phép phát hiện các mục tiêu trên không và trên biển ở khoảng cách xa.
Các UAV cỡ trung và cỡ lớn của Nga gặp nhiều vấn đề, bao gồm thiếu động cơ nội địa nhỏ gọn, mạnh mẽ và tiết kiệm, thiếu hệ thống điện tử hàng không hiện đại. Một trong những vấn đề quan trọng nhất là thiếu các kênh truyền dữ liệu vệ tinh tốc độ cao với phạm vi toàn cầu, điều này có thể khiến cho UAV có thể điều khiển và nhận thông tin do thám từ nó ở một khoảng cách rất xa so với điểm cơ sở.
Việc sử dụng AWACS UAV với thời gian bay dài không yêu cầu sự hiện diện của các kênh như vậy. Nói chung, hoạt động của một nhóm các hệ thống phòng không tầm xa - UAV có thời gian bay dài có thể giống như sau:
UAV AWACS có thời gian bay dài cất cánh từ sân bay và đi vào khu vực tuần tra phía trên các vị trí của lực lượng phòng không nhiều lớp. Tất cả thông tin từ nó được gửi đến người vận hành các hệ thống phòng không tầm xa và sau đó, thông qua điểm điều khiển chiến đấu, đến người điều hành các hệ thống phòng không khác nằm trong lực lượng phòng không tổng hợp. Chuyến bay của UAV nên được thực hiện chủ yếu ở chế độ tự động dọc theo một quỹ đạo nhất định. Một hệ thống phòng không tầm xa nên bao gồm hai AWACS UAV. Trong trường hợp này, họ có thể thực hiện nhiệm vụ chiến đấu theo ca trên các vị trí của hệ thống tên lửa phòng không trong thời gian 36-48 giờ, tùy thuộc vào độ xa của sân bay gia đình.
Yêu cầu đối với UAV AWACS có thời gian bay dài cũng giống như đối với UAV của hệ thống phòng không tầm ngắn và tầm trung - nguồn lực tác chiến cao và chi phí một giờ bay thấp
Một câu hỏi có thể nảy sinh: trong tiêu đề của bài báo có nói về hoạt động của hệ thống tên lửa phòng không đối với các mục tiêu bay thấp mà không có sự tham gia của lực lượng hàng không Không quân, và các UAV có thời gian bay dài rõ ràng là có liên quan đến hàng không.. Đây là câu hỏi thay vì liên kết phòng ban. Tại Hoa Kỳ, theo thỏa thuận Johnson-McConnell giữa Lục quân và Không quân, máy bay trực thăng không thuộc Lực lượng Không quân và trực thuộc Quân đội Hoa Kỳ, chúng hành động vì lợi ích của nó (việc phân chia máy bay ở Hoa Kỳ giữa Lục quân và Không quân cũng được viết ở đây). Vì vậy, trong trường hợp của chúng tôi, việc UAV thuộc một hệ thống phòng không cụ thể sẽ không cho phép Không quân sử dụng nó cho các mục đích khác.
Phòng không nhiều lớp với UAV AWACS
Việc sử dụng AWACS UAV loại quadrocopter và AWACS UAV có thời gian bay dài sẽ giúp nó có thể tạo ra vùng phủ sóng radar dày đặc trên địa hình và đảm bảo việc chỉ định mục tiêu cho tên lửa có ARGSN và IR tìm kiếm ở cự ly tối đa.
Có lẽ, đối với hai hệ thống phòng không tầm ngắn, nên có một máy với máy bay không người lái loại máy bay không người lái, hoặc hai máy cho bốn hệ thống phòng không. Hệ thống tên lửa phòng không tầm trung nên bao gồm hai máy với máy bay không người lái kiểu máy bay không người lái. Hai UAV AWACS có thời gian bay dài nên thuộc hệ thống phòng không tầm xa.
Trong thời kỳ bị đe dọa hoặc trong trường hợp nổ ra chiến sự, các UAV có thời gian bay dài phải thực hiện tuần tra liên tục trên các vị trí của hệ thống tên lửa phòng không. Các UAV thuộc loại quadrocopter, từ thành phần của hệ thống phòng không tầm ngắn và tầm trung, phải ở trên các phương tiện vận tải trong tình trạng sẵn sàng xuất phát ngay lập tức. Trong trường hợp phát hiện ra mối đe dọa trên không, việc phóng UAV kiểu máy bay không người lái nên được thực hiện trong vòng vài phút.
Chi phí của bản thân các UAV và thời gian bay của chúng theo truyền thống thấp hơn đáng kể so với chi phí của máy bay có người lái và máy bay trực thăng, điều này làm cho nhiệm vụ này trở nên hấp dẫn về mặt kinh tế. Về mặt kỹ thuật, khái niệm đề xuất cũng không có vấn đề gì không thể vượt qua.
Đối với các vật thể tĩnh có tầm quan trọng cao, có thể sử dụng bóng bay AWACS. Trong trường hợp phòng không các đối tượng được trang bị khinh khí cầu AWACS, các UAV có thời gian bay dài là không cần thiết và có thể bị loại khỏi hệ thống phòng không tầm xa hoặc có thể ở sân bay sẵn sàng khởi hành như một trinh sát dự phòng và chỉ định mục tiêu. có nghĩa.
UAV AWACS cho hạm đội
Trước đây, việc sử dụng UAV AWACS chỉ được coi là vì lợi ích của các hệ thống phòng không trên mặt đất. Nhưng không kém, và có thể là một nhiệm vụ quan trọng hơn là sử dụng một UAV AWACS loại quadrocopter và một UAV có thời gian bay dài vì lợi ích của lực lượng phòng không trên tàu của Hải quân. Với thực tế là chúng ta không có tàu sân bay và theo đó là các máy bay AWACS trên đó, các tàu chiến hiện đại của Nga được bảo vệ kém hơn trước các cuộc tấn công trên không, bất kể chúng đang sử dụng hệ thống phòng không nào, do hạn chế vật lý trong phạm vi phát hiện các mục tiêu bay thấp.
Việc sử dụng UAV loại quadrocopter trên các tàu của Hải quân Nga sẽ đẩy lùi đáng kể biên giới tiêu diệt các mục tiêu bay thấp. Và việc gửi một UAV với thời gian bay dài và tầm bay đến khu vực có tàu hải quân sẽ giúp họ có thêm cơ hội để trinh sát lực lượng đối phương và đưa ra chỉ định mục tiêu cho các tên lửa tầm xa.
Không thể loại trừ việc sử dụng khinh khí cầu và khí cầu AWACS vì lợi ích của Hải quân, đặc biệt là vì đã có những ví dụ lịch sử về việc hạm đội Nga sử dụng khinh khí cầu.
kết luận
Hệ thống phòng không trên bộ và trên bộ nếu không có khả năng tấn công các mục tiêu bay thấp ở khoảng cách xa sẽ bị đánh bại.
Để giải quyết vấn đề này, vì lợi ích của các hệ thống phòng không tầm ngắn và tầm trung, cần phải tạo ra một AWACS UAV loại quadrocopter, tốt nhất là cung cấp điện qua cáp từ phương tiện mang.
Đối với hệ thống phòng không tầm xa, cần tăng cường phát triển AWACS UAV có thời gian bay dài.
Đối với các vật thể tĩnh có tầm quan trọng cao, có thể sử dụng bóng bay AWACS.
Tất cả các hệ thống trên (UAV AWACS loại quadrocopter, AWACS UAV có thời gian bay dài và khinh khí cầu AWACS) đều có tầm quan trọng lớn đối với việc tăng hiệu quả và sự tồn tại của không chỉ các hệ thống phòng không trên mặt đất, mà cả các tàu của Hải quân Nga..
