1. Introdução
No terceiro artigo da série, o ponto de vista foi fundamentado segundo o qual nosso porta-aviões, o almirante Kuznetsov, já está tão desatualizado que ao invés de consertá-lo, é melhor construir algum navio mais novo. Ao colocar dois UDC pr. 23900 Ivan Rogov, foi anunciado que o custo do pedido para cada um deles seria de 50 bilhões de rublos, que é menos do que o custo de consertar Kuznetsov. Além disso, suponha que se você encomendar um cruzador de transporte de aeronaves (AK) baseado no casco UDC, o casco AK não custará mais do que o casco UDC.
Nos últimos 15 anos, apresentamos periodicamente projetos do porta-aviões Storm, que em termos de massa e dimensões se aproxima do americano Nimitz. A estimativa de custo de US $ 10 bilhões do Storm acaba com a ideia toda. De fato, além do Storm, é necessário construir para ele um AUG, e Yak-44 aeronaves de alerta precoce (AWACS), e um complexo de treinamento para pilotos de asa aérea. O orçamento de nossa frota subfinanciada obviamente não será capaz de cobrir tais despesas.
2. Parâmetros básicos do conceito de AK
O autor não é especialista em construção naval ou aeronáutica. As características técnicas indicadas no artigo são aproximadas e obtidas por comparação com amostras conhecidas. Se os especialistas quiserem corrigi-los, isso aumentará significativamente a qualidade da proposta e o Ministério da Defesa não pode ignorar.
2.1 As principais tarefas do AK
• apoio aéreo para operações terrestres, incluindo assalto anfíbio a teatros remotos. Profundidade de operações até 500-600 km do AK;
• infligir ataques aéreos ao KUG do inimigo;
• reconhecimento da situação no mar em um raio de até 1000 km;
• busca de submarinos usando veículos aéreos não tripulados (UAVs) com magnetômetro em distâncias de até 100 km na frente do AK.
As limitações do escopo das tarefas são que o AK não deve atacar os AUG-s, e ao atingir o território inimigo, os UAVs da asa aérea não devem se aproximar dos campos de aviação nos quais os caças-bombardeiros (IB) estão baseados, em uma distância de menos de 300 km. No caso de um grupo de UAVs sofrer um ataque inesperado do IS do inimigo, os UAVs devem apenas conduzir combates aéreos de longo alcance com ele, enquanto se movem simultaneamente em direção ao AK.
2.2 Peso e dimensões
Para reduzir ao máximo o custo do AK, vamos limitar seu deslocamento total - 25 mil toneladas, o que corresponde ao tamanho do UDC - 220 * 33 m. avalie o que é mais rentável: mantenha este tamanho ou substitua por um mais conveniente para AK - 240 * 28 M. O trampolim na proa deve estar presente. Suponha que eles escolham 240 * 28 m.
2.3 Selecionando o tipo de sistema de defesa aérea
Uma versão típica, quando apenas sistemas de defesa aérea (MD) de curto alcance são instalados em um porta-aviões, é de pouca utilidade para a Rússia. Não temos nossos próprios destróieres URO, as fragatas do almirante Gorshkov também não estão lotadas e não resolvem o problema da defesa antimísseis. Portanto, você terá que instalar um sistema de defesa aérea de longo alcance completo no AK. A proposta para o surgimento do complexo de radar (RLC) de tal sistema de defesa aérea é dada no artigo anterior, onde é mostrado que o radar de defesa antimísseis deve ter 4 arranjos de antenas de fase ativa (AFAR) com uma área de 70-100 metros quadrados. Além disso, antenas de um radar multifuncional (MF), um complexo de contramedidas eletrônicas (KREP) e reconhecimento de estado devem ser colocados na superestrutura. Não será possível encontrar tais áreas na superestrutura localizada lateralmente, como no CDU.
2.4 Projeto de superestrutura
Propõe-se considerar uma opção com a colocação da superestrutura em toda a largura do convés e posicioná-la o mais próximo possível da proa do navio. A parte inferior da superestrutura, com 7 m de altura, está vazia. Além disso, as partes frontal e traseira do compartimento vazio são fechadas pelas portinholas. Durante a decolagem e a aterrissagem, as portas se abrem e são instaladas nas laterais do navio com uma ligeira expansão de cerca de 5 °.
Essa expansão forma o alargamento de entrada no caso de o UAV durante o pouso ser fortemente deslocado em relação ao meio da pista para o lado, então o alargamento impedirá que a asa bata diretamente na parede da superestrutura. Além disso, em caso de acidente, bicos do sistema de extinção de incêndio são instalados no teto da parte vazia da superestrutura. Como resultado, a largura da pista é limitada apenas pela largura da parte inferior da superestrutura e é igual a 26 m, o que possibilita o plantio de VANTs com envergadura de até 18-19 me altura de quilha de até 4 m., que está em constante prontidão e, possivelmente, com motores quentes.
A altura da superestrutura acima do convés deve ser de pelo menos 16 m. O layout das antenas nas bordas laterais da superestrutura é mostrado na Fig. 1 no artigo anterior. Nas faces frontal e traseira da superestrutura, o radar de defesa antimísseis AFAR não pode ser localizado da mesma forma que nos laterais, uma vez que esses AFARs estão localizados acima dos portões, e a altura total da superestrutura para acomodá-los não é suficiente. Temos que girar esses AFAR 90 °, ou seja, posicionar o lado comprido do AFAR na horizontal e o lado curto na vertical.
Durante o período de ameaça, mais 3 pares de UAVs IS com 4 mísseis de médio alcance (SD) R-77-1 ou 12 mísseis de curto alcance (MD) descritos na seção 5 devem estar localizados na popa do convés. o comprimento da pista disponível diminuirá para 200 m.
3. O conceito de UAVs usados
Uma vez que se presume que as batalhas aéreas serão uma exceção, os IS UAVs devem ser subsônicos. Também é benéfico para um pequeno porta-aviões ter pequenos UAVs. Eles são então mais fáceis de transportar no hangar, requerem uma pista mais curta e a espessura necessária do convés é reduzida. Vamos limitar o peso máximo de decolagem de um UAV IS a 4 toneladas. Então, a asa pode conter até 40 UAVs. Suponha que a carga máxima de combate de um UAV seja de 800-900 kg e, devido ao chassi baixo, um míssil de tal massa não possa ser suspenso sob a fuselagem. Portanto, a carga máxima deve consistir em dois foguetes de 450 kg. Além disso, não é possível aumentar o peso de decolagem do UAV, caso contrário, o tamanho do AK terá que ser aumentado e ele se tornará um porta-aviões comum.
Os mísseis ar-superfície (VP) com peso inferior a 450 kg têm, como regra, um alcance de lançamento baixo e não permitem que sejam usados em distâncias que excedam o alcance de tiro mesmo de sistemas SD SAM. Dos mísseis V-V, apenas o míssil SD SD R-77-1 com um alcance de lançamento de 110 km poderá ser usado. Considerando que o lançador de mísseis americano AMRAAM tem um alcance de lançamento de 150 km, será problemático vencer uma batalha aérea de longo alcance. UR BD R-37 também não é adequado devido ao peso de 600 kg. Consequentemente, o desenvolvimento de armas alternativas será necessário, por exemplo, bombas planas (PB) e mísseis planadores (GL), discutidos na Seção 5.
A pequena massa de um UAV IS não permitirá que ele tenha todo o conjunto de equipamentos localizado em um IS tripulado. Teremos de desenvolver opções combinadas, por exemplo, radar e contramedidas eletrônicas (KREP), ou combinar UAVs em pares: em um radar e, no outro, uma variedade de ótica e inteligência eletrônica.
Se um UAV recebe a tarefa de conduzir um combate aéreo aproximado, então o UAV deve ter uma sobrecarga que exceda claramente as capacidades de um IS tripulado, por exemplo, 15 g. Uma linha de comunicação imune a ruído de todos os aspectos com o operador também será necessária. Como resultado, a carga de combate cairá ainda mais. É mais fácil se limitar ao combate à distância e à sobrecarga de 5 g.
Em conflitos regionais, muitas vezes é necessário atingir alvos insignificantes, cujo custo é tão baixo que o uso de mísseis de alta precisão acaba sendo injustificado - e muito caro, e a massa do míssil é muito grande. O uso de munições planas permite reduzir o peso e o preço, aumentando o alcance do lançamento. Conclui-se que a altitude de vôo deve ser a mais alta possível.
O suporte de informações do AK é fornecido pelo segundo tipo de UAV - detecção de radar de alcance inicial (AWACS). Deve ter um tempo de serviço longo - 6-8 horas, para as quais assumiremos que sua massa terá que ser aumentada para 5 toneladas. Apesar de sua pequena massa, o UAV AWACS deve fornecer aproximadamente as mesmas características do Hawkeye AWACS, que tem massa de 23 toneladas.
O próximo artigo será dedicado ao tópico UAV AWACS. Aqui, apenas notamos que a diferença entre o AWACS proposto e os existentes é que as antenas de radar ocupam a maior parte dos lados do UAV, para o qual um tipo especial de UAV com uma asa superior em forma de V que não obscurece o AFAR lateral está sendo desenvolvido.
4. O aparecimento do UAV IB
O americano UAV Global Hawk usa um motor de uma aeronave de passageiros, a parte fria do qual é modificada para funcionar em uma atmosfera rarefeita. Como resultado, foi alcançada uma altitude de vôo de 20 km com massa de 14 toneladas, envergadura de 35 me velocidade de 630 km / h.
Para um UAV IB, a envergadura não deve ser superior a 12-14 m. O comprimento da fuselagem é de cerca de 8 m. Então, a altitude de voo, dependendo da carga de combate e da disponibilidade de combustível, terá que ser reduzida para 16- 18 km, e a velocidade de cruzeiro deve ser aumentada para 850-900 km / h …
A razão empuxo-peso do UAV deve ser suficiente para obter uma razão de subida de pelo menos 60 m / s. A duração do vôo é de pelo menos 2,5-3 horas.
4.1 Características do radar IS
Para combate aéreo de longo alcance, o radar possui dois AFARs - um nariz e uma cauda. As dimensões exatas da fuselagem serão determinadas no futuro, mas agora assumimos que os diâmetros do radar AFAR são iguais a 70 cm.
A principal tarefa do radar é detectar vários alvos, para os quais se utiliza o AFAR principal do alcance de 5,5 cm, além de suprimir o radar de defesa aérea inimiga. É muito difícil colocar um KREP de potência suficiente em um pequeno UAV, portanto, em vez do KREP, usaremos o mesmo radar. Para fazer isso, é necessário fornecer uma faixa de comprimento de onda AFAR mais ampla do que a do radar suprimido. Na maioria dos casos, isso é bem-sucedido. Por exemplo, o radar do sistema de defesa aérea Patriot opera na faixa de 5, 2-5, 8 cm, que se sobrepõe ao AFAR principal. Para suprimir o radar IS inimigo e o radar de orientação Aegis, você precisará ter um alcance AFAR de 3-3,75 cm. Portanto, antes de voar em uma missão específica, é necessário equipar os radares AFAR com os alcances requeridos. Você pode até instalar o alcance AFAR do nariz de 5, 5 cm, e a cauda - 3 cm. O resto das unidades de radar permanecem universais. O potencial de energia do radar é pelo menos uma ordem de magnitude maior do que o potencial de qualquer KREP. Conseqüentemente, o IS usado como um bloqueador pode abranger um grupo operando em áreas seguras. Para suprimir o radar Aegis MF, será necessário um AFAR com alcance de 9 a 10 cm.
4.2 Design e características do radar
O radar AFAR contém 416 módulos transceptores (TPM), que são combinados em grupos (matrizes quadradas 4 * 4 PPM. Tamanho da matriz 11 * 11 cm). No total, AFAR contém 26 clusters. Cada PPM consiste em um transmissor de 25 W e um pré-receptor. Os sinais das saídas de todos os 16 receptores são somados e finalmente amplificados no canal de recepção, cuja saída é conectada a um conversor analógico-digital. O ADC faz uma amostragem instantânea do sinal de 200 MHz. Depois de converter o sinal para a forma digital, ele entra no processador de sinal, onde é filtrado para evitar interferências e toma uma decisão sobre a detecção do alvo ou sua ausência.
A massa de cada APAR é de 24 kg. AFAR requer refrigeração líquida. A geladeira pesa mais 7 kg, etc. O peso total de um radar aerotransportado com dois AFAR é estimado em 100 kg. Consumo de energia - 5 kW.
A pequena área do AFAR não permite obter as características de um radar aerotransportado iguais às de um radar de segurança da informação típico. Por exemplo, a faixa de detecção de um IS com uma superfície refletora efetiva (EOC) é 3 sq. M. em uma área de pesquisa típica 60 ° * 10 ° é igual a 120 km. O erro de rastreamento angular é de 0,25 °.
Com esses indicadores, é difícil contar com a vitória em combates aéreos de longo alcance.
4.3 Forma de aumentar o alcance do radar
Como saída, você pode sugerir o uso de ações em grupo. Para isso, os UAVs devem ter uma linha de comunicação de alta velocidade entre eles. Muito simplesmente, tal linha pode ser implementada se um conjunto de radares for colocado nas superfícies laterais do UAV. Então, a velocidade de transmissão pode chegar a 300 Mbit / s a uma distância de até 20 km.
Considere um exemplo quando 4 IS UAVs voaram em uma missão. Se todos os 4 radares varrerem o espaço de forma síncrona, a potência de irradiação do alvo do sinal aumentará 4 vezes. Se todos os radares emitem pulsos estritamente na mesma frequência, podemos presumir que um radar com potência quádrupla estava operando. O sinal recebido por cada radar também será quadruplicado. Se todos os sinais recebidos forem enviados a bordo do UAV líder do grupo e somados aí, a potência aumentará 4 vezes mais. Consequentemente, com o funcionamento ideal do equipamento, a potência do sinal recebido pelos quatro radares será 16 vezes maior do que a de um único radar. Em equipamentos reais, sempre haverá perdas de somatório, dependendo da qualidade do equipamento. Dados específicos não podem ser citados, uma vez que nada se sabe sobre tais trabalhos, mas uma estimativa do fator de perda pela metade é bastante plausível. Então, o aumento na potência ocorrerá 8 vezes e o intervalo de detecção aumentará em 1, 65 vezes. Consequentemente, o alcance de detecção do IS aumentará para 200 km, o que excede o alcance de lançamento do lançador de mísseis AMRAAM e permitirá o combate aéreo.
5. Munição de deslizamento guiada
Considere apenas bombas planas e mísseis (PB e PR).
PBU-39 foi originalmente projetado para atingir alvos estacionários e era guiado por sinais GPS, ou inercial. O custo do OP foi moderado - US $ 40 mil.
Aparentemente, mais tarde descobriu-se que a caixa PB com um diâmetro de 20 cm não é capaz de proteger o receptor GPS de interferências emitidas por CREPs baseados em solo. Aí a orientação começou a ser aprimorada. A última modificação já tem um buscador ativo. O erro de mira diminuiu para 1 m, mas o preço do PB aumentou para $ 200 mil, o que não é muito adequado para guerras regionais.
5.1 Proposta para o aparecimento do PB
Você pode propor o abandono da orientação GLONASS e mudar para a orientação do comando PB. Isso é possível se o alvo puder ser detectado pelo radar contra o fundo de reflexos de objetos ao redor, ou seja, é o contraste de rádio. Para visar o PB, o seguinte deve ser instalado:
• sistema de navegação inercial, que permite manter o movimento em linha reta do PB por pelo menos 10 s;
• altímetro de baixa altitude (menos de 300 m);
• uma secretária eletrônica de rádio, que retransmite o sinal de interrogação do radar de bordo.
Vamos supor que o radar pode detectar um alvo terrestre em um dos três modos:
• o alvo é tão grande que pode ser detectado contra o fundo de reflexos da superfície no modo de feixe físico, ou seja, quando o SI está voando diretamente para ele;
• o alvo é pequeno e pode ser detectado apenas no modo de feixe sintetizado, ou seja, ao observar o alvo de lado por vários segundos;
• o alvo é pequeno, mas se move a uma velocidade de mais de 10-15 km / he pode ser distinguido nesta base.
A precisão da orientação depende de uma ou duas orientações de conduta IS. Um único radar pode medir com precisão o alcance do PB com um erro de 1-2 m, mas o azimute é medido com um grande erro - com uma única medição de 0,25 °. Se você observar PB 1-3 s, o erro lateral pode ser reduzido para 0, 0005-0, 001 do valor da faixa para o PB. Então, a uma distância de cerca de 100 km, o erro lateral será igual a 50-100 m, o que é adequado apenas para atirar em alvos da área.
Vamos supor que haja um par de unidades de segurança da informação com espaçamento de 10-20 km. As coordenadas mútuas do IS são conhecidas com a ajuda do GLONASS com bastante precisão. Então, medindo as distâncias de PB a IS e construindo um triângulo, você pode reduzir o erro para 10 m.
Nos casos em que é necessária uma maior precisão de orientação, será necessário usar um buscador, por exemplo, uma televisão, capaz de detectar um alvo a uma distância de mais de 1 km. É possível considerar a opção de transmitir uma imagem de TV para o operador do navio.
5.2 Uso de mísseis planadores
A tática escolhida para a condução de batalhas aéreas estabelece que, em caso de detecção do ataque IS do inimigo, é necessário disparar contra ele a longa distância e, imediatamente, dar meia-volta, sair na direção do AK. Os mísseis BD R-37 são completamente inadequados devido ao peso de 600 kg, e os UR SD R-77-1 são parcialmente adequados. Sua massa também não é pequena - 190 kg, e o alcance de lançamento é muito pequeno - 110 km. Portanto, vamos considerar a possibilidade de usar o PR.
Suponha que o UAV esteja a uma altitude de 17 km. Que ele seja atacado por um IS voando a um cruzeiro supersônico de 500 m / s (1800 km / h) a uma altitude de 15 km. Vamos supor que o IS ataca o UAV em um ângulo de 60 °. Em seguida, o UAV precisará girar 120 ° para evitar IS. A uma velocidade de vôo de 250 m / se uma sobrecarga de 4 g, uma curva levará 12 segundos. Para definição, vamos definir a massa de PR de 60 kg, o que permitirá que o UAV tenha uma carga de munição de 12 PR.
Considere as táticas de guerra. Deixe o IS atacar o UAV na variante mais desfavorável para o UAV - no centro de controle externo. Então, o IS antes do lançamento do UR não liga o radar e só pode ser detectado pelo próprio radar do UAV. Mesmo se usarmos a varredura de grupo por quatro radares de bordo do grupo, o alcance de detecção será suficiente apenas para a segurança da informação convencional - 200 km. Para o F-35, o alcance cairá para 90 km. A ajuda aqui pode ser fornecida por um radar de defesa antimísseis AK capaz de detectar um F-35 voando a uma altitude de 15 km a uma distância de 500 km.
A decisão sobre a necessidade de retirada do VANT é tomada quando a distância até o IS é reduzida para 120-150 km. Considerando que a batalha ocorre em altitudes superiores a 15 km, então quase não há nuvens. Em seguida, o UAV, usando câmeras de TV ou infravermelho, pode registrar que o IS lançou o UR. Se o IS estiver na zona de visibilidade do radar de defesa antimísseis, o lançamento do sistema de defesa antimísseis também pode ser detectado por este radar.
Se o IS continua a se aproximar do UAV sem lançar o UR, o UAV reinicia o primeiro par de PR. No momento de cair para o PR, a asa do porta-aviões se abre e ele começa a planar em uma determinada direção. Neste momento, o UAV continua a girar e, quando o PR está na zona de ação da cauda AFAR, ele captura o PR para rastreamento. Um PAR de PRs continua planejando, espalhando até 10 km para tirar o IB em ticks. Quando a distância do PR ao IS é reduzida para 30-40 km, o operador emite um comando para ligar os motores do PR, que irão acelerar para 3-3,5 M. uma vez que a energia do PR é suficiente para compensar a perda de altura. Um transponder deve ser instalado no PR, o que ajuda a direcionar o PR com alta precisão. O buscador de radar no PR não é necessário - basta ter um buscador de IR ou TV simples.
Se o IS no processo de perseguição conseguiu se aproximar do UAV a uma distância de cerca de 50 km, ele pode lançar o lançador de mísseis. Neste caso, PR são usados no modo de defesa antimísseis. O PR é descarregado da maneira usual, mas após abrir a asa, o PR faz uma curva em direção ao UR e liga o motor. Uma vez que a interceptação ocorre em uma rota de colisão, um amplo campo de visão do buscador óptico não é necessário.
NOTA: para discutir as táticas de uso de AK, é necessário primeiro considerar os métodos de obtenção do centro de controle. Mas as questões de construção do informante principal - um UAV AWACS, operando nos teatros da marinha, serão consideradas no próximo artigo.
6. conclusões
• o AK proposto custará várias vezes mais barato que o porta-aviões Storm;
• em termos de critério de eficiência de custos, AK ultrapassará significativamente Kuznetsov;
• um poderoso sistema de defesa aérea fornecerá AUG de defesa antimísseis e de defesa aérea, e os UAVs garantirão a detecção constante de submarinos inimigos;
• a munição para planar é muito mais barata do que os lançadores de mísseis típicos e permitirá cobertura aérea de longo prazo em conflitos regionais;
• AK é ideal para apoiar operações anfíbias;
• baseado em AK UAV AWACS pode ser usado para centro de controle por outro KUG-am;
• desenvolvido por AK, UAV, PB e PR pode ser exportado com sucesso.
