A curvatura da superfície da Terra e as irregularidades do terreno limitam muito as capacidades dos sistemas de defesa aérea naval e terrestre para detectar e derrotar as armas de ataque aéreo de baixa altitude (LAS). Como você pode efetivamente garantir a possibilidade de disparar um sistema de defesa aérea contra alvos que voam baixo?
Suba mais alto
Uma das opções é colocar o radar em um dispositivo de levantamento e mastro (PMU). Se colocarmos o radar a uma altitude de 15 metros, o alcance de visibilidade de uma aeronave movendo-se a uma altitude de 50 metros acima da superfície será de 41 km. Um aumento na altura da PMU para 50 metros aumentará a faixa de visibilidade teórica em apenas 13 km (até 54 km), enquanto a complexidade e o tamanho desse equipamento crescerão muito mais.
Parece bastante normal para um sistema de defesa aérea de curto alcance do tipo Pantsir-SM? Mas, na prática, os desníveis do terreno, florestas, edifícios e outros obstáculos naturais e artificiais vão reduzir esse valor várias vezes.
Qual é a altura mínima para elevar o radar a fim de garantir a detecção de alvos voando baixo?
A altura a que é necessário elevar os meios de detecção para compensar terrenos acidentados pode variar em cada caso. Na maioria dos casos, a diferença de altura no território plano da Rússia dentro de uma faixa de 100-200 km não é mais do que 100-200 metros. Em áreas montanhosas, a diferença pode ser significativamente maior e é difícil indicar qualquer valor específico.
Convencionalmente, para um sistema de defesa aérea de curto alcance (até 40-50 km), você pode tomar a altura necessária para compensar o desnível do terreno de 100 metros, para um sistema de defesa aérea de médio alcance (até 50- 150 km), a altura necessária para compensar o desnível do terreno será de 200 metros.
Assim, a altura mínima do radar, para detecção de alvos voando baixo, para sistemas de defesa aérea de curto alcance será de cerca de 200 metros, para sistemas de defesa aérea de médio alcance, cerca de 700 metros. A altitude da estação de radar para garantir a operação além do horizonte do sistema de mísseis de defesa aérea de longo alcance deve ser comparável à altitude de vôo da aeronave AWACS, cerca de 10.000 m, neste caso o terreno é de muito menos importância
As alturas indicadas impossibilitam a utilização do PMU, mas existem várias outras formas de "olhar para além do horizonte".
Radar Aerostat
Um desses métodos é o uso de balões. O projeto JLENS está sendo implementado nos EUA. No âmbito deste projeto, está prevista a instalação de radar e equipamento de reconhecimento óptico em balões fixados em determinados pontos do país e destinados à detecção de mísseis de cruzeiro de baixa altitude. A altitude dos balões é de 3 - 4,5 km, a massa da carga útil é de cerca de três toneladas. O alcance de detecção de alvos aéreos deve ser cerca de 550 km, alvos terrestres cerca de 225 km. Além da detecção, o balão JLENS deve fornecer designação de alvo além do horizonte para mísseis superfície-ar. Para manter o balão em posição e trocar dados, é proposto o uso de um cabo que inclui cabos de força e cabos de fibra ótica para transmissão de dados em uma bainha de carbono.
No âmbito da tarefa que estamos considerando, este projeto tem várias desvantagens: o balão não é muito conveniente para o movimento constante na estrada, e, se possível, deve ser amarrado a um determinado ponto, o que exclui a possibilidade de mudança de posição com móvel sistemas de defesa aérea e é inaceitável. Além disso, o enorme tamanho do balão (mais de 70 metros de comprimento) pode, teoricamente, impedir seu funcionamento em condições de fortes rajadas de vento.
Por outro lado, o conceito em si é bastante promissor. As estações de radar colocadas em balões podem proteger objetos estacionários do impacto de EHVs de baixa altitude, principalmente como minas para mísseis balísticos intercontinentais (ICBMs), bases submarinas, porta-mísseis balísticos, aeródromos de bombardeiros estratégicos, usinas nucleares e outros elementos críticos do país forças armadas e infraestrutura. …
Assim, apesar do fato de que os balões não são o meio ideal para fornecer sistemas de defesa aérea com a possibilidade de atingir alvos além do horizonte, eles podem desempenhar um papel importante na cobertura de objetos estacionários especialmente importantes de um ataque repentino de defesa aérea inimiga em baixa altitude. sistemas. Sua principal vantagem é a possibilidade de uma permanência quase contínua no ar sem um consumo significativo de combustível e eletricidade
Na Rússia, esses balões são desenvolvidos pela RosAeroSystems. Em particular, você pode considerar o balão cativo de grande volume "PUMA". O balão Puma foi desenvolvido como um transportador de radar para vigilância por radar 24 horas por dia de uma altitude de até 5 km por 30 dias sem pouso.
O raio estimado de detecção e rastreamento de alvos aéreos será de 300-350 km. O balão deve resistir a ventos de furacão de até 46 m / se quedas diretas de raios. O aeróstato é mantido por um cabo durante a subida, descida e estacionamento a uma altura de trabalho; também fornece alimentação para sistemas de bordo e cargas úteis com uma potência de até 40 kW, bem como para remoção de raios e eletricidade estática. A carga útil do balão PUMA é de até 2250 kg.
Aparentemente, as forças armadas da Federação Russa estão trabalhando nesta direção:
Em julho de 2015, Vladimir Mikheev, Assessor do Primeiro Diretor Geral Adjunto da Concern "Radioelectronic Technologies" (KRET), disse à RIA Novosti sobre o início dos trabalhos em um projeto de dirigível para as necessidades da defesa antimísseis do país. Ele pode se tornar um elemento completo do sistema de alerta de ataque de mísseis (EWS), que hoje consiste em dois escalões - uma constelação de satélites orbitais e estações de radar terrestres.
Cabe a Almaz-Antey, é necessário que balões e dirigíveis possam não só alertar sobre a ameaça de um ataque aéreo, mas também mísseis guiados antiaéreos diretos (SAMs) equipados com um radar homing head ativo (ARGSN) em os alvos identificados.
Quadrocopters e outros veículos aéreos não tripulados (UAVs) decolagem e aterrissagem verticais
Voltemos ao sistema de defesa aérea. Para começar, considere os sistemas de defesa aérea de curto e médio alcance, para os quais é necessário elevar o radar a uma altura de 200 e 700 metros, respectivamente.
No início de 2018, a Boeing revelou um protótipo de um quadricóptero elétrico não tripulado de carga não tripulada. Este UAV foi projetado para testar e depurar as tecnologias necessárias para construir a próxima geração de aeronaves de carga e passageiros. O comprimento do UAV experiente é de 4,57 metros, a largura é 5,49 metros, a altura é 1,22 metros, o peso, incluindo o peso das baterias, é de 339 quilos. Carga útil - até 226 kg. O projeto inclui quatro motores elétricos com oito rotores.
Quadrocopters-UAVs elétricos podem se tornar uma solução eficaz para detectar EHV voando baixo para sistemas de defesa aérea terrestre e marítima
Um quadrocopter-UAV elétrico deve estar localizado em um veículo transportador, um grupo gerador a diesel (DGU) também deve estar localizado lá para fornecer eletricidade ao UAV. Infelizmente, no momento a potência dos motores elétricos do experiente quadricóptero, o tempo de carregamento da bateria e o tempo de vôo são desconhecidos.
Duas opções podem ser consideradas:
- na primeira versão, não há baterias necessárias para manter um vôo longo, a energia é fornecida pelo veículo da transportadora, há apenas uma pequena bateria reserva para o pouso de emergência do UAV, provavelmente esta opção pode ser considerada ótima;
- a segunda opção pode ser usada se a massa do cabo necessária para fornecer a energia necessária ao quadricóptero for muito grande, neste caso, o quadricóptero deve ser equipado com baterias recarregáveis ou supercapacitores (supercapacitores) com carregamento rápido função.
Para garantir a continuidade do vôo em quatro sistemas de defesa aérea de curto alcance, são necessários pelo menos dois veículos portadores com UAVs. O tempo gasto pelo UAV no ar será limitado apenas pela disponibilidade de combustível para o grupo gerador a diesel.
Em vez de um quadricóptero elétrico, UAVs baseados em motores a gasolina ou diesel podem ser implementados. Na Rússia, o desenvolvimento e a produção de tais soluções são realizados pela SKYF Technology, que oferece aos clientes UAVs de decolagem e aterrissagem verticais SKYF. No momento, a capacidade de carga do UAV SKYF é de 250 quilos, com perspectiva de aumentá-la para 400 quilos. A altitude de vôo deste UAV é de até 3.000 metros.
Anteriormente, a empresa Gorizont anunciou um UAV Gorizont Air S-100 do tipo helicóptero com um radar versátil baseado na Schiebel Camcopter S-100 austríaca. O radar Kolibri, montado neste UAV e instalado na parte inferior da fuselagem, está sendo desenvolvido em conjunto com o Instituto de Pesquisa de Radiofísica de Moscou. A massa total do equipamento de radar não deve ser superior a 6,5 kg, o alcance necessário no modo de visão geral (UAV pairando) não é inferior a 200 km, e no modo de abertura sintética, não inferior a 20 km.
A carga útil deste UAV é muito pequena (35 kg) para acomodar um radar com características aceitáveis, mas como conceito pode ser interessante. O tempo de permanência contínua no ar é de 6 horas.
Os exemplos acima de quadrocopiadoras de UAV não podem ser usados diretamente para posicionar o radar, uma vez que têm uma carga útil relativamente modesta, mas não há dúvida de que seus projetos serão ativamente desenvolvidos e aprimorados. Em primeiro lugar, isso se aplica aos drones-UAVs elétricos.
Os principais requisitos para um UAV AWACS, como um quadrocóptero ou um UAV-AWACS do tipo helicóptero, devem ser de alta confiabilidade e capacidade de permanecer no ar por um longo tempo, garantindo o desempenho de vôo especificado (LTH), bem como uma alta recurso operacional e baixo custo de uma hora de voo
UAVs de alta altitude
Para os sistemas de defesa aérea de longo alcance, os VANTs de decolagem e aterrissagem verticais não serão mais um meio eficaz e suficiente de reconhecimento, uma vez que a altura da estação de radar, para atingir um alcance de visão de cerca de 400 km, deve ultrapassar os 10.000 metros.
Presumivelmente, UAVs de longa duração de vôo, tipo de aeronave, média ou grande dimensão podem ser usados como um radar voador para um sistema de defesa aérea de longo alcance.
Um dos candidatos para o papel de um promissor drone-AWACS pode ser o UAV Altair com um peso de decolagem de 5 toneladas e uma carga útil de 1-2 toneladas. Este UAV está sendo criado como parte do projeto de pesquisa e desenvolvimento Altius-M no Sokol Design Bureau (Kazan) junto com a empresa Transas. A duração de seu vôo deve ser de até 48 horas, a autonomia de vôo é de 10.000 km. Em 2018, o programa UAV Altair foi transferido para a JSC Ural Civil Aviation Plant (UZGA). Os testes de vôo do UAV Altair devem começar em 2019.
Dispositivos desse tipo também estão sendo desenvolvidos em outros países. Em particular, a empresa chinesa CETC está desenvolvendo o UAV JY-300. O veículo de tamanho médio deve se tornar um portador de antenas conformadas e servir como um AWACS não tripulado. De acordo com dados preliminares, o UAV JY-300 tem um peso de decolagem de cerca de 1300 kg e pode carregar uma carga útil de 400 kg. É capaz de realizar voos de até 12 horas, em altitudes de até 7,6 km. Os radares embutidos no projeto deste drone devem permitir a detecção de alvos aéreos e marítimos a longas distâncias.
Os UAVs russos de médio e grande porte têm muitos problemas, incluindo a falta de motores domésticos compactos, potentes e econômicos, a falta de aviônicos modernos. Um dos problemas mais importantes é a falta de canais de transmissão de dados por satélite de alta velocidade com alcance global, o que permitiria controlar o VANT e receber dele informações de reconhecimento a grande distância do ponto de base.
O uso de um UAV AWACS com uma longa duração de vôo não requer a presença de tais canais. Em termos gerais, o trabalho de um conjunto de sistemas de defesa aérea de longo alcance - UAVs com uma longa duração de voo pode ter a seguinte aparência:
UAV AWACS de longa duração de vôo decola do campo de aviação e entra na zona de patrulha acima das posições da defesa aérea em camadas. Todas as informações dele são enviadas aos operadores dos sistemas de defesa aérea de longo alcance e, então, por meio do ponto de controle de combate, aos operadores dos demais sistemas de defesa aérea que fazem parte da defesa aérea escalonada combinada. O vôo do UAV deve ser realizado principalmente em modo automático ao longo de uma determinada trajetória. Um sistema de defesa aérea de longo alcance deve incluir dois UAVs AWACS. Nesse caso, eles podem realizar em turnos dever de combate sobre as posições do sistema de mísseis de defesa aérea por uma duração de 36-48 horas, dependendo do afastamento do campo de aviação de origem.
Os requisitos para UAVs de AWACS com uma longa duração de vôo são os mesmos que para UAVs para sistemas de defesa aérea de curto e médio alcance - um alto recurso operacional e um baixo custo de uma hora de vôo
Uma pergunta pode surgir: no título do artigo fala-se sobre o trabalho do sistema de mísseis de defesa aérea em alvos de vôo baixo sem o envolvimento da aviação da Força Aérea, e os UAVs de longa duração de vôo estão claramente relacionados à aviação. Aqui, a questão é mais na afiliação departamental. Nos EUA, de acordo com o acordo Johnson-McConnell entre o Exército e a Força Aérea, os helicópteros não pertencem à Força Aérea e estão diretamente subordinados ao Exército dos EUA, atuam no interesse dela (divisão de aeronaves nos Estados Unidos entre o Exército e a Força Aérea está bem escrito aqui). Portanto, em nosso caso, o fato de o UAV pertencer a um sistema de defesa aérea específico não permitirá que a Força Aérea o utilize para outros fins.
Defesa aérea em camadas com UAV AWACS
O uso de um UAV AWACS do tipo quadrocóptero e um UAV AWACS de longa duração de vôo possibilitará a criação de uma densa cobertura de radar do terreno e garantirá a emissão de designação de alvo para mísseis com ARGSN e IR seeker no alcance máximo.
Presumivelmente, para dois sistemas de defesa aérea de curto alcance, deve haver uma máquina com um drone tipo drone, ou duas máquinas para quatro sistemas de defesa aérea. O sistema de mísseis de defesa aérea de médio alcance deve incluir duas máquinas com um drone tipo drone. Dois UAVs de AWACS de longa duração de vôo devem pertencer a sistemas de defesa aérea de longo alcance.
Durante um período de ameaça ou em caso de início de hostilidades, os UAVs de longa duração de vôo devem realizar patrulhas contínuas sobre as posições dos sistemas de mísseis de defesa aérea. Os UAVs do tipo quadrocopter, a partir da composição dos sistemas de defesa aérea de curto e médio alcance, devem estar nos veículos transportadores prontos para uma partida imediata. Em caso de detecção de uma ameaça aérea, o lançamento de um UAV tipo drone deve ser realizado dentro de alguns minutos.
O custo dos próprios UAVs e seu tempo de voo são tradicionalmente significativamente mais baixos do que o custo de aeronaves tripuladas e helicópteros, o que torna essa tarefa economicamente atraente. Tecnicamente, o conceito proposto também não contém problemas intransponíveis.
Para objetos estacionários de alta importância, balões AWACS podem ser usados. No caso de defesa aérea de objetos equipados com balões AWACS, UAVs de longa duração de vôo não são necessários e podem ser excluídos do sistema de defesa aérea de longo alcance ou podem estar no campo de aviação em prontidão para a partida como um reconhecimento de backup e designação de alvo meios.
UAV AWACS para a frota
Anteriormente, apenas o uso de UAV AWACS era considerado no interesse dos sistemas de defesa aérea baseados em solo. Mas não menos, e possivelmente uma tarefa mais importante, é a utilização de um UAV AWACS do tipo quadrocóptero e um UAV de longa duração de vôo no interesse da defesa aérea dos navios da Marinha. Dado o fato de que não temos porta-aviões e, portanto, aeronaves AWACS neles, os navios russos modernos são mal protegidos de ataques aéreos, independentemente da defesa aérea em que estejam, devido a limitações físicas no alcance de detecção de alvos voando baixo.
O uso de um UAV do tipo quadrocóptero em navios da Marinha Russa irá empurrar para trás significativamente a fronteira de destruição de alvos voando baixo. E enviar um UAV com uma longa duração de vôo e alcance para a área onde os navios de guerra estão localizados lhes dará oportunidades adicionais para reconhecimento de forças inimigas e emissão de designação de alvo para mísseis de longo alcance.
É impossível excluir o uso de balões e dirigíveis AWACS no interesse da Marinha, especialmente porque existem exemplos históricos do uso de balões pela frota russa.
conclusões
A defesa aérea terrestre e de superfície sem a possibilidade de atacar alvos voando baixo a uma grande distância será derrotada.
Para resolver este problema, no interesse dos sistemas de defesa aérea de curto e médio alcance, é necessário criar um UAV AWACS do tipo quadrocóptero, de preferência com alimentação por cabo do veículo transportador.
Para um sistema de defesa aérea de longo alcance, é necessário intensificar o desenvolvimento de um UAV AWACS com uma longa duração de vôo.
Para objetos estacionários de alta importância, balões AWACS podem ser usados.
Todos os sistemas acima (UAV AWACS de tipo quadrocóptero, UAVs AWACS de longa duração de vôo e balões AWACS) são de grande importância para aumentar a eficiência e a sobrevivência não apenas de sistemas de defesa aérea baseados em solo, mas também de navios da Marinha Russa.
