Kể từ khi thành lập, hàng không quân sự đã nỗ lực để tăng tốc độ và độ cao của máy bay. Việc nâng cao độ bay giúp nó có thể ra khỏi vùng tiêu diệt của pháo phòng không, sự kết hợp giữa độ cao và tốc độ giúp nó có thể giành được lợi thế trong không chiến.
Một dấu mốc mới trong việc tăng độ cao và tốc độ bay của máy bay chiến đấu là sự xuất hiện của động cơ phản lực. Trong một thời gian, dường như hàng không chỉ có một cách - bay nhanh hơn và cao hơn. Điều này đã được khẳng định qua các trận không chiến trong Chiến tranh Triều Tiên, trong đó máy bay chiến đấu MiG-15 của Liên Xô và máy bay chiến đấu F-80, F-84 và F-86 Sabre của Mỹ đã đụng độ nhau.
Mọi thứ đã thay đổi với sự xuất hiện và phát triển của một loại vũ khí mới - hệ thống tên lửa phòng không (SAM).
Kỷ nguyên của hệ thống phòng không
Các mẫu hệ thống phòng không đầu tiên được tạo ra ở Liên Xô, Anh, Mỹ và Đức Quốc xã trong Chiến tranh thế giới thứ hai. Những thành công lớn nhất đạt được là do các nhà phát triển Đức đã có thể đưa các hệ thống phòng không Reintochter, Hs-117 Schmetterling và Wasserfall vào giai đoạn sản xuất thử nghiệm.
Nhưng hệ thống phòng không chỉ nhận được sự phân bổ đáng kể trong những năm 50 của thế kỷ XX với sự xuất hiện của các hệ thống phòng không C-25 / C-75 của Liên Xô, MIM-3 Nike Ajax của Mỹ và Bristol Bloodhound của Anh.
Khả năng của hệ thống phòng không đã được thể hiện rõ ràng vào ngày 1 tháng 5 năm 1960, khi một máy bay trinh sát tầm cao U-2 của Mỹ bị bắn rơi ở độ cao khoảng 20 km, trước đó nó đã thực hiện các chuyến bay trinh sát trên lãnh thổ của Liên Xô nhiều lần vẫn không thể tiếp cận máy bay chiến đấu.
Tuy nhiên, việc sử dụng quy mô lớn đầu tiên của hệ thống phòng không đã được thực hiện trong Chiến tranh Việt Nam. Các hệ thống phòng không S-75 mà phía Liên Xô chuyển giao đã buộc hàng không Mỹ phải xuống độ cao thấp. Chính điều này đã khiến máy bay phải hứng chịu hỏa lực của pháo phòng không, chiếm khoảng 60% số máy bay và trực thăng Mỹ bị bắn rơi.
Một số sự chậm trễ trong hàng không là do tốc độ gia tăng - ví dụ, chúng ta có thể dẫn chứng máy bay trinh sát siêu thanh chiến lược Lockheed SR-71 Blackbird của Mỹ, do tốc độ cao, trên 3 M và độ cao lên tới 25.000 mét, chưa bao giờ bị bắn hạ bởi hệ thống phòng không, kể cả trong thời kỳ Chiến tranh Việt Nam. Tuy nhiên, SR-71 không bay qua lãnh thổ của Liên Xô, chỉ thỉnh thoảng đánh chiếm một phần nhỏ không phận Liên Xô gần biên giới.
Trong tương lai, việc khởi hành của hàng không đến độ cao thấp và cực thấp đã được xác định trước. Việc cải tiến hệ thống phòng không khiến các chuyến bay của máy bay chiến đấu ở độ cao gần như không thể thực hiện được. Có lẽ điều này ảnh hưởng phần lớn đến việc từ bỏ các dự án máy bay ném bom cao tốc tầm cao như T-4 của Liên Xô (sản phẩm 100) của Phòng thiết kế Sukhoi hay XB-70 Valkyrie của Mỹ ở Bắc Mỹ. Chiến thuật chính của tác chiến hàng không là bay ở độ cao thấp trong chế độ bẻ cong địa hình và thực hiện các cuộc tấn công bằng cách sử dụng "vùng chết" radar và hạn chế các đặc tính của tên lửa phòng không (SAM).
Quyết định đáp trả là sự xuất hiện trong trang bị của lực lượng phòng không hệ thống phòng không tầm ngắn kiểu S-125, có khả năng tấn công các mục tiêu bay thấp tốc độ cao. Trong tương lai, số lượng các loại hệ thống phòng không có khả năng đối phó với các mục tiêu bay thấp tăng đều đặn - hệ thống phòng không Strela-2M, tổ hợp tên lửa và pháo phòng không Tunguska (ZRPK), hệ thống tên lửa phòng không di động (MANPADS) đã xuất hiện. Tuy nhiên, không có nơi nào để rời khỏi tầm cao thấp của hàng không. Ở độ cao trung bình và cao, việc đánh bại máy bay SAM là điều gần như không thể tránh khỏi, và việc sử dụng độ cao và địa hình thấp, tốc độ đủ cao và thời gian ban đêm đã tạo cơ hội cho máy bay tấn công thành công mục tiêu.
Tinh hoa của sự phát triển hệ thống phòng không là các tổ hợp mới nhất của Liên Xô và sau đó là tổ hợp S-300 / S-400 của Liên Xô, có khả năng tấn công mục tiêu trên không ở khoảng cách lên đến 400 km. Hệ thống phòng không S-500 đầy hứa hẹn sẽ còn sở hữu những đặc điểm nổi bật hơn nữa, hệ thống này sẽ được đưa vào trang bị trong những năm tới.
"Máy bay tàng hình" và tác chiến điện tử
Phản ứng của các nhà sản xuất máy bay là việc giới thiệu rộng rãi các công nghệ để giảm tín hiệu radar và nhiệt của máy bay chiến đấu. Mặc dù thực tế là tiền đề lý thuyết cho sự phát triển của máy bay không phô trương được tạo ra bởi nhà vật lý lý thuyết Liên Xô và giáo viên trong lĩnh vực nhiễu xạ sóng điện từ Peter Yakovlevich Ufimtsev, chúng đã không được công nhận trong nước, nhưng đã được nghiên cứu cẩn thận ở "nước ngoài", Do đó, trong môi trường Những chiếc máy bay đầu tiên được tạo ra trong tình trạng bí mật nghiêm ngặt nhất, đặc điểm nổi bật chính của nó là việc sử dụng tối đa các công nghệ để giảm tầm nhìn - máy bay ném bom chiến thuật F-117 và máy bay ném bom chiến lược B-2.
Cần phải hiểu rằng các công nghệ làm giảm tầm nhìn không làm cho máy bay trở nên "tàng hình", như người ta có thể nghĩ từ cách nói thông thường "máy bay tàng hình", nhưng làm giảm đáng kể phạm vi phát hiện và phạm vi bắt giữ của máy bay do đầu phóng tên lửa. Tuy nhiên, việc cải tiến radar của các hệ thống phòng không hiện đại buộc các máy bay không phô trương phải "hạ cánh" xuống mặt đất. Ngoài ra, có thể dễ dàng phát hiện máy bay không dễ thấy vào ban ngày, điều này đã trở nên rõ ràng sau vụ tiêu diệt chiếc F-117 mới nhất bởi hệ thống phòng không S-125 cổ đại trong cuộc chiến ở Nam Tư.
Trong "máy bay tàng hình" đầu tiên, hiệu suất bay và độ tin cậy hoạt động của máy bay đã bị hy sinh cho các công nghệ tàng hình. Trong các máy bay thế hệ thứ năm F-22 và F-35, công nghệ tàng hình được kết hợp với các đặc tính bay khá cao. Theo thời gian, các công nghệ tàng hình bắt đầu phổ biến không chỉ đối với máy bay có người lái mà còn lan sang cả máy bay không người lái (UAV), tên lửa hành trình (CR) và các vũ khí tấn công đường không khác (SVN).
Một giải pháp khác là sử dụng tích cực chiến tranh điện tử (EW), việc sử dụng nó ảnh hưởng đáng kể đến tầm phát hiện và tiêu diệt của các hệ thống tên lửa phòng không. Thiết bị tác chiến điện tử có thể được đặt cả trên tàu sân bay và trên các máy bay tác chiến điện tử chuyên dụng hoặc các mục tiêu giả như MALD.
Tất cả những điều trên cùng làm phức tạp đáng kể tuổi thọ của lực lượng phòng không vì thời gian phát hiện và tấn công mục tiêu bị giảm đáng kể. Từ các nhà phát triển hệ thống phòng không, các giải pháp mới đã được yêu cầu để thay đổi tình hình có lợi cho họ.
AFAR và SAM với ARLGSN
Và những giải pháp như vậy đã được tìm thấy. Trước hết, khả năng phát hiện mục tiêu của hệ thống tên lửa phòng không đã được tăng lên do sự ra đời của radar với mảng ăng ten chủ động theo từng giai đoạn (AFAR). Radar với AFAR có khả năng lớn hơn đáng kể so với các loại radar khác trong việc phát hiện mục tiêu, cô lập chúng khỏi nền gây nhiễu, khả năng gây nhiễu chính radar.
Thứ hai, tên lửa xuất hiện với một mảng ăng-ten radar chủ động, vì AFAR cũng có thể được sử dụng. Việc sử dụng tên lửa với ARLGSN cho phép bạn tấn công mục tiêu bằng hầu hết các loại đạn của hệ thống phòng thủ tên lửa mà không cần tính đến số kênh chiếu sáng mục tiêu của hệ thống phòng không radar.
Nhưng quan trọng hơn nhiều là khả năng chỉ định mục tiêu của tên lửa phòng không AFAR từ các nguồn bên ngoài, chẳng hạn như từ máy bay phát hiện radar tầm sớm (AWACS), khí cầu và khinh khí cầu hoặc AWACS UAV. Điều này giúp nó có thể cân bằng phạm vi phát hiện mục tiêu bay thấp với phạm vi phát hiện mục tiêu tầm cao, vô hiệu hóa lợi thế của bay tầm thấp.
Ngoài tên lửa ARLGSN, có khả năng được dẫn đường bằng chỉ định mục tiêu bên ngoài, các giải pháp mới xuất hiện có thể làm phức tạp đáng kể các hoạt động của hàng không ở độ cao thấp.
Các mối đe dọa mới ở độ cao thấp
SAM với điều khiển phản lực khí / hơi nước, cùng với những thứ khác, được cung cấp bởi các vi cơ đặt ngang, đang trở nên phổ biến. Điều này cho phép tên lửa nhận ra tình trạng quá tải ở bậc 60 G để tiêu diệt các mục tiêu có khả năng cơ động tốc độ cao.
Các loại đạn có dẫn đường và đạn có khả năng kích nổ từ xa trên quỹ đạo cho các khẩu pháo tự động, có thể tấn công hiệu quả các mục tiêu bay thấp tốc độ cao, đã được phát triển. Việc trang bị cho pháo phòng không các ổ dẫn đường tốc độ cao sẽ giúp chúng có thời gian phản ứng tối thiểu trước các mục tiêu bất ngờ xuất hiện.
Theo thời gian, một mối đe dọa nghiêm trọng sẽ trở thành, với phản ứng tức thời, các hệ thống phòng không dựa trên vũ khí laser, sẽ bổ sung cho các tên lửa dẫn đường phòng không và pháo phòng không truyền thống. Trước hết, mục tiêu của chúng sẽ được dẫn đường và bom đạn hàng không có điều khiển, nhưng các tàu sân bay cũng có thể bị chúng tấn công nếu thấy mình ở trong khu vực bị ảnh hưởng.
Không thể loại trừ khả năng xuất hiện các hệ thống phòng không khác - các hệ thống phòng không tự động cỡ nhỏ hoạt động theo nguyên tắc của một loại "bãi mìn" dành cho hàng không bay thấp, hệ thống phòng không "trên không" dựa trên UAV với một thời gian bay dài hoặc dựa trên khí cầu / khinh khí cầu, UAV-kamikaze cỡ nhỏ hoặc các giải pháp kỳ lạ khác cho đến nay.
Dựa trên những điều đã đề cập ở trên, chúng ta có thể kết luận rằng các chuyến bay hàng không tầm thấp có thể trở nên nguy hiểm hơn nhiều so với thời kỳ Chiến tranh Thế giới thứ hai hoặc Chiến tranh Việt Nam
Câu chuyện mở ra theo hình xoắn ốc
Khả năng máy bay bị bắn trúng ở độ cao thấp tăng lên có thể buộc chúng phải quay trở lại độ cao lớn hơn. Mức độ thực tế và hiệu quả của nó như thế nào, và những giải pháp kỹ thuật nào có thể góp phần vào việc này?
Lợi thế đầu tiên của máy bay có độ cao bay lớn là trọng lực - máy bay càng lên cao thì hệ thống phòng thủ tên lửa càng lớn và đắt tiền mới có thể đánh bại nó (để cung cấp năng lượng cần thiết cho tên lửa), tải trọng đạn trên không. hệ thống tên lửa phòng thủ, vốn chỉ bao gồm các tên lửa tầm xa, sẽ luôn ít hơn nhiều so với hệ thống tên lửa phòng không tầm trung và tầm ngắn. Phạm vi hủy diệt được công bố đối với hệ thống tên lửa phòng không không được đảm bảo ở mọi độ cao cho phép - trên thực tế, khu vực bị ảnh hưởng của hệ thống tên lửa phòng không là một mái vòm, và càng lên cao, khu vực bị ảnh hưởng càng nhỏ.
Ưu điểm thứ hai là mật độ của khí quyển - càng lên cao, mật độ không khí càng giảm, cho phép máy bay di chuyển với tốc độ không thể chấp nhận được khi bay ở độ cao thấp. Và tốc độ càng cao, máy bay càng nhanh chóng vượt qua được vùng tiêu diệt của hệ thống tên lửa phòng không vốn đã bị suy giảm do độ cao bay lớn.
Tất nhiên, người ta không thể chỉ dựa vào độ cao và tốc độ, vì nếu như vậy là đủ, thì các dự án về máy bay ném bom cao tốc T-4 của Phòng thiết kế Sukhoi và XB-70 Valkyrie sẽ được thực hiện từ lâu, dưới một hình thức hoặc một chiếc khác, và máy bay trinh sát SR 71 Blackbird lẽ ra đã có một bước phát triển tốt, nhưng điều này vẫn chưa xảy ra.
Tuy nhiên, yếu tố tiếp theo trong sự tồn tại của máy bay tầm cao cũng như máy bay tầm thấp sẽ là việc sử dụng rộng rãi các công nghệ làm giảm tầm nhìn và sử dụng các hệ thống tác chiến điện tử tiên tiến. Máy bay độ cao tốc độ cao sẽ đòi hỏi sự phát triển của các lớp phủ có thể chịu được sự gia nhiệt ở nhiệt độ cao. Ngoài ra, hình dạng của thân máy bay tốc độ cao có thể tập trung vào việc giải quyết các vấn đề khí động học hơn là vấn đề tàng hình. Kết hợp, điều này có thể dẫn đến thực tế là tầm nhìn của máy bay tốc độ cao ở độ cao lớn có thể cao hơn tầm nhìn của máy bay dành cho các chuyến bay ở độ cao thấp ở tốc độ cận âm.
Khả năng của các phương tiện giảm ký hiệu và hệ thống tác chiến điện tử có thể làm giảm đáng kể, nếu không muốn nói là "vô hiệu hóa", sự xuất hiện của các mảng ăng-ten quang-vô tuyến pha (ROFAR). Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có thông tin xác thực về các khả năng và thời gian thực hiện công nghệ này.
Tuy nhiên, yếu tố chính làm tăng khả năng sống sót của máy bay độ cao sẽ là việc sử dụng các hệ thống phòng thủ tiên tiến. Các hệ thống phòng thủ tiềm năng của máy bay chiến đấu, đảm bảo phát hiện và tiêu diệt tên lửa đất đối không (W-E) và không đối đất (V-B), có lẽ sẽ bao gồm:
- các hệ thống quang điện tử đa kính để phát hiện tên lửa Z-V và V-V, chẳng hạn như hệ thống EOTS được sử dụng trên máy bay chiến đấu F-35, rất có thể được tích hợp với AFAR phù hợp đặt xung quanh thân máy bay;
- tên lửa chống, tương tự như tên lửa chống tên lửa CUDA đang được phát triển ở Hoa Kỳ;
- vũ khí phòng thủ laser, được coi là phương tiện phòng thủ đầy hứa hẹn cho các máy bay chiến đấu và vận tải của Không quân Mỹ.
Chiến thuật ứng dụng
Các chiến thuật được đề xuất để sử dụng các máy bay chiến đấu có triển vọng sẽ bao gồm di chuyển ở độ cao lớn, khoảng 15-20 nghìn mét, và ở tốc độ 2-2,5 M (2400-3000 km / h), trong phạm vi không -chế độ động cơ đốt sau. Khi đi vào khu vực bị ảnh hưởng và phát hiện một cuộc tấn công của hệ thống tên lửa phòng không, máy bay sẽ tăng tốc độ, tùy thuộc vào những tiến bộ trong chế tạo động cơ, đây có thể là các con số theo thứ tự 3,5-5 M (4200-6000 km / h), theo thứ tự để ra khỏi khu vực bị ảnh hưởng càng nhanh càng tốt SAM.
Vùng phát hiện và vùng ảnh hưởng của máy bay được giảm thiểu tối đa bằng cách sử dụng tích cực các thiết bị tác chiến điện tử, có thể bằng cách này một phần tên lửa tấn công cũng có thể bị loại bỏ.
Việc hạ gục mục tiêu ở độ cao và tốc độ bay khiến tên lửa Z-V và V-V gặp khó khăn nhất có thể, từ đó đòi hỏi năng lượng đáng kể. Thông thường, khi bắn ở cự ly tối đa, tên lửa di chuyển theo quán tính, điều này hạn chế đáng kể khả năng cơ động của chúng, và do đó, khiến chúng trở thành mục tiêu dễ dàng cho các loại vũ khí chống tên lửa và laser.
Dựa trên những điều đã đề cập ở trên, chúng ta có thể kết luận rằng các chiến thuật được chỉ định sử dụng máy bay chiến đấu ở độ cao và tốc độ càng cao càng tốt với Khái niệm máy bay chiến đấu năm 2050 được đề xuất trước đó.
Với xác suất cao, cơ sở cho sự sống sót của các máy bay chiến đấu hứa hẹn sẽ là các hệ thống phòng thủ chủ động có khả năng chống lại vũ khí của đối phương. Thông thường, nếu trước đó có thể nói về cuộc đối đầu giữa kiếm và khiên, thì trong tương lai nó có thể được hiểu là cuộc đối đầu giữa kiếm và kiếm, khi hệ thống phòng thủ sẽ chủ động chống lại vũ khí của kẻ thù bằng cách phá hủy đạn dược., và cũng có thể được sử dụng làm vũ khí tấn công.
Nếu có các hệ thống phòng thủ tích cực, thì tại sao không ở độ cao thấp? Ở độ cao thấp, số lượng hệ thống phòng không hoạt động trên máy bay sẽ lớn hơn một bậc. Bản thân các tên lửa SAM nhỏ hơn, cơ động hơn, không tốn năng lượng khi leo lên 15-20 km, cộng với pháo phòng không với đạn dẫn đường và hệ thống phòng không dựa trên vũ khí laser sẽ được bổ sung cho chúng. Việc thiếu kho dự trữ về chiều cao sẽ không giúp hệ thống phòng thủ có thời gian phản ứng, việc bắn trúng đạn tốc độ cao cỡ nhỏ sẽ khó khăn hơn nhiều.
Có máy bay nào vẫn ở độ cao thấp không? Có - UAV, UAV và nhiều UAV khác. Chủ yếu là nhỏ, vì kích thước càng lớn càng dễ bị phát hiện và tiêu diệt. Để hoạt động trên một chiến trường xa, chúng rất có thể sẽ được vận chuyển bởi một tàu sân bay, như chúng ta đã nói trong bài báo của Lực lượng Chiến đấu Không quân Hoa Kỳ: Sự tái sinh của Khái niệm Tàu sân bay, nhưng bản thân các tàu sân bay rất có thể sẽ di chuyển ở độ cao lớn.
Hậu quả của sự ra đi của hàng không quân sự lên tầm cao lớn
Ở một mức độ nào đó, nó sẽ là một trò chơi một chiều. Như đã đề cập trước đó, lực hấp dẫn sẽ luôn nghiêng về phía hàng không, do đó, để tấn công các mục tiêu ở độ cao, cần phải có các tên lửa khổng lồ, kích thước lớn và đắt tiền. Đổi lại, các tên lửa chống tên lửa, thứ cần thiết để đánh bại các tên lửa như vậy, sẽ có kích thước và chi phí nhỏ hơn đáng kể.
Nếu sự trở lại của hàng không quân sự diễn ra ở độ cao lớn, thì chúng ta có thể mong đợi sự xuất hiện của tên lửa nhiều tầng, có thể với nhiều đầu đạn chứa nhiều đầu đạn di chuyển với sự dẫn đường riêng lẻ. Một phần, các giải pháp như vậy đã được thực hiện, chẳng hạn như trong hệ thống tên lửa phòng không di động của Anh (MANPADS) Starstreak, nơi tên lửa mang ba đầu đạn cỡ nhỏ được dẫn đường riêng trong chùm tia laze.
Mặt khác, kích thước đầu đạn nhỏ hơn sẽ không cho phép chúng chứa được ARLGSN hiệu quả, điều này sẽ đơn giản hóa nhiệm vụ của các hệ thống tác chiến điện tử để chống lại các đầu đạn như vậy. Ngoài ra, kích thước nhỏ hơn sẽ làm phức tạp việc lắp đặt lớp bảo vệ chống tia laser trên đầu đạn, do đó sẽ đơn giản hóa việc đánh bại chúng với vũ khí laser phòng thủ trên tàu.
Như vậy, chúng ta có thể kết luận rằng việc chuyển đổi ngành hàng không quân sự từ bay theo phương thức bao quát địa hình sang bay ở độ cao và tốc độ cao có thể là chính đáng và sẽ gây ra một giai đoạn đối đầu mới, giờ đây không còn là “thanh gươm và lá chắn” nữa, mà là đúng hơn là "kiếm và gươm".
