1. Úvod
V treťom článku série bol podložený uhol pohľadu, podľa ktorého je naša lietadlová loď, admirál Kuznetsov, už taká zastaraná, že namiesto jej opravy je lepšie postaviť nejakú najnovšiu loď. Pri kladení dvoch UDC pr. 23900 Ivan Rogov bolo oznámené, že náklady na objednávku pre každého z nich budú 50 miliárd rubľov, čo je menej ako náklady na opravu Kuznetsova. Ďalej predpokladajme, že ak si objednáte lietadlový krížnik (AK) na základe trupu UDC, trup AK nebude stáť viac ako trup UDC.
Za posledných 15 rokov periodicky predstavujeme projekty lietadlovej lode Storm, ktorá sa hmotnosťou i rozmermi blíži americkému Nimitzu. Odhad nákladov Stormu na 10 miliárd dolárov celú myšlienku zabíja. Okrem Stormu je preňho potrebné postaviť lietadlo včasného varovania AUG a Jak-44 (AWACS) a výcvikový komplex pre pilotov vzdušných krídel. Rozpočet našej podfinancovanej flotily zjavne nebude schopný pokryť takéto výdavky.
2. Základné parametre koncepcie AK
Autor nie je odborníkom na stavbu lodí alebo stavbu lietadiel. Technické vlastnosti uvedené v článku sú približné a sú získané porovnaním so známymi vzorkami. Ak ich chcú špecialisti napraviť, potom to výrazne zvýši kvalitu návrhu a ministerstvo obrany to nemôže ignorovať.
2.1 Hlavné úlohy AK
• letecká podpora pozemných operácií vrátane obojživelného útoku na vzdialené divadlá. Hĺbka prevádzky až 500-600 km od AK;
• spôsobovanie leteckých útokov na nepriateľský KUG;
• prieskum situácie na mori v okruhu do 1000 km;
• hľadať ponorky pomocou bezpilotných lietadiel (UAV) s magnetometrom v dosahu až 100 km pred AK.
Obmedzenia rozsahu úloh spočívajú v tom, že AK by nemalo zasahovať na AUG a pri údere na územie nepriateľa by sa UAV vzdušného krídla nemali približovať k letiskám, na ktorých sú založené stíhacie bombardéry (IB), na vzdialenosť necelých 300 km. V prípade, že skupina UAV podstúpi neočakávaný útok nepriateľského IS, UAV by s ním mali viesť iba vzdušný boj na diaľku a súčasne sa pohybovať smerom k AK.
2.2 Hmotnosť a rozmery
Aby sme náklady na AK čo najviac znížili, obmedzíme jeho plný výtlak - 25 tisíc ton, čo zodpovedá veľkosti UDC - 220 * 33 m. vyhodnotte, čo je výhodnejšie: ponechajte si túto veľkosť alebo ju nahraďte pohodlnejšou pre AK - 240 * 28 m. Musí byť prítomný odrazový mostík na prove. Predpokladajme, že si vyberú 240 * 28 m.
2.3 Výber typu systému protivzdušnej obrany
Typická verzia, keď sú na lietadlovej lodi nainštalované iba systémy protivzdušnej obrany krátkeho dosahu (MD), je pre Rusko málo využiteľná. Nemáme vlastné torpédoborce URO, fregaty admirála Gorškova tiež nie sú preplnené a neriešia problém protiraketovej obrany. Preto budete musieť na AK nainštalovať plnohodnotný systém protivzdušnej obrany s dlhým dosahom. Návrh na vzhľad radarového komplexu (RLC) takéhoto systému protivzdušnej obrany je uvedený v predchádzajúcom článku, kde sa ukazuje, že radar protiraketovej obrany by mal mať 4 aktívne fázované anténne sústavy (AFAR) s rozlohou 70-100 metrov štvorcových. Okrem toho by na nadstavbe mali byť umiestnené antény multifunkčného (MF) radaru, komplex elektronických protiopatrení (KREP) a rozpoznávanie stavu. Na bočnej nadstavbe umiestnenej tak ako na MDT nebude možné nájsť také plochy.
2.4 Konštrukcia nadstavby
Navrhuje sa zvážiť možnosť s umiestnením nadstavby v celej šírke paluby a umiestniť ju čo najbližšie k prove lode. Spodná časť nadstavby, vysoká 7 m, je prázdna. Predná a zadná časť prázdneho oddelenia sú navyše uzavreté krídlami brány. Počas vzletu a pristátia sa dvere otvoria a sú inštalované po bokoch lode s miernym roztiahnutím asi 5 °.
Toto rozšírenie tvorí vstupnú svetlicu v prípade, že ak je UAV počas pristávania silne posunutý vzhľadom na stred dráhy na stranu, potom svetlica zabráni priamemu úderu krídla na stenu nadstavby. Tiež v prípade nehody sú dýzy hasiaceho systému inštalované v strope prázdnej časti nadstavby. Výsledkom je, že šírka pristávacej dráhy je obmedzená iba šírkou spodnej časti nadstavby a je rovná 26 m, čo umožňuje výsadbu UAV s rozpätím krídel až 18-19 m a výškou kýlu až 4 m., ktorá je neustále pripravená a prípadne s teplými motormi.
Výška nadstavby nad palubou musí byť najmenej 16 m. Rozloženie antén na bočných okrajoch nadstavby je znázornené na obr. 1 v predchádzajúcom článku. Na prednej a zadnej strane nadstavby nemôže byť radar protiraketovej obrany AFAR umiestnený rovnako ako na bočných, pretože tieto AFAR sú umiestnené nad bránami a celková výška nadstavby na ich umiestnenie nestačí. Tieto AFAR musíme otočiť o 90 °, to znamená, že dlhú stranu AFAR umiestnime vodorovne a krátku stranu zvisle.
Počas ohrozeného obdobia by mali byť na zadnej časti paluby umiestnené ďalšie 3 páry UAV so 4 raketami stredného dosahu (SD) R-77-1 alebo 12 raketami krátkeho dosahu (MD) opísanými v časti 5. Potom by mala dostupná dĺžka dráhy sa zníži na 200 m.
3. Použitý koncept UAV
Pretože sa predpokladá, že letecké bitky budú skôr výnimkou, IS UAV by mali byť podzvukové. Je tiež výhodné, aby malá lietadlová loď mala malé bezpilotné prostriedky. V hangári sa potom ľahšie prepravujú, vyžadujú kratšiu dráhu a zníži sa požadovaná hrúbka paluby. Obmedzme maximálnu vzletovú hmotnosť IS UAV na 4 t. Potom môže krídlo obsahovať až 40 UAV. Predpokladajme, že maximálne bojové zaťaženie takéhoto UAV bude 800-900 kg a vzhľadom na nízky podvozok nemožno jednu raketu takej hmotnosti zavesiť pod trup. Maximálne zaťaženie by preto malo pozostávať z dvoch 450 kg rakiet. Ďalej nie je možné zvýšiť vzletovú hmotnosť UAV, inak bude potrebné zvýšiť veľkosť AK a zmení sa na bežnú lietadlovú loď.
Rakety vzduch-povrch (VP) s hmotnosťou menej ako 450 kg majú spravidla nízky dosah a neumožňujú ich použitie z rozsahov presahujúcich dostrel dokonca aj systémov SD SAM. Zo striel V-V bude možné použiť iba strelu SD SD R-77-1 s dosahom 110 km. Vzhľadom na to, že americký raketomet AMRAAM má dosah 150 km, bude problematické vyhrať letecký súboj na diaľku. UR BD R-37 tiež nie je vhodný kvôli hmotnosti 600 kg. V dôsledku toho bude potrebný vývoj alternatívnych zbraní, napríklad kĺzavých bômb (PB) a kĺzavých striel (GL), o ktorých sa pojednáva v časti 5.
Malá hmotnosť IS UAV mu neumožní mať celú sadu zariadení umiestnených na IS s posádkou. Buď budeme musieť vyvinúť kombinované možnosti, napríklad radarové a elektronické protiopatrenia (KREP), alebo kombinovať UAV vo dvojiciach: na jednom radare a na druhom rade optiky a elektronickej inteligencie.
Ak má UAV za úlohu vykonávať boj zblízka, musí mať UAV preťaženie, ktoré jasne presahuje možnosti pilotovaného IS, napríklad 15 g. Bude tiež potrebná všestranná protihluková komunikačná linka s operátorom. Výsledkom bude, že bojové zaťaženie klesne ešte viac. Je jednoduchšie obmedziť sa na boj na diaľku a preťaženie 5 g.
V regionálnych konfliktoch je často potrebné zasiahnuť nepodstatné ciele, ktorých cena je taká nízka, že používanie vysoko presných rakiet sa ukazuje ako neopodstatnené - a príliš drahé a hmotnosť rakety je príliš veľká. Použitie kĺzavej munície umožňuje znížiť hmotnosť aj cenu a zvyšuje sa dostrel. Z toho vyplýva, že letová výška by mala byť čo najvyššia.
Informačnú podporu AK poskytuje druhý typ UAV - radarová detekcia raného dosahu (AWACS). Musí mať dlhú pracovnú dobu - 6 - 8 hodín, pričom budeme predpokladať, že jeho hmotnosť bude potrebné zvýšiť na 5 ton. Napriek svojej malej hmotnosti by AWACS UAV mal poskytovať približne rovnaké vlastnosti ako Hawkeye AWACS, má hmotnosť 23 ton.
Ďalší článok bude venovaný téme UAV AWACS. Tu len poznamenávame, že rozdiel medzi navrhovanými AWACS a existujúcimi je ten, že radarové antény zaberajú väčšinu strán UAV, pre ktoré existuje špeciálny typ UAV s horným krídlom v tvare písmena V, ktoré nezakrýva bočný AFAR. vyvinuté.
4. Vzhľad UAV IB
Americký UAV Global Hawk používa motor z osobného lietadla, ktorého studená časť je upravená tak, aby pracovala vo vzácnej atmosfére. V dôsledku toho bola dosiahnutá letová výška 20 km s hmotnosťou 14 ton, rozpätím krídel 35 m a rýchlosťou 630 km / h.
V prípade IB UAV by rozpätie krídel nemalo byť väčšie ako 12-14 m. Dĺžka trupu je asi 8 m. Potom bude potrebné výšku letu v závislosti od bojového zaťaženia a dostupnosti paliva znížiť na 16- 18 km a cestovná rýchlosť by sa mala zvýšiť na 850-900 km / h …
Pomer ťahu k hmotnosti UAV musí byť dostatočný na dosiahnutie rýchlosti stúpania najmenej 60 m / s. Let trvá najmenej 2,5-3 hodiny.
4.1 Charakteristiky radaru IS
Pri leteckých bojoch na dlhé vzdialenosti má radar dva AFARY - nos a chvost. Presné rozmery trupu sa majú určiť v budúcnosti, ale teraz predpokladáme, že priemery radaru AFAR sú rovné 70 cm.
Hlavnou úlohou radaru je detekovať rôzne ciele, na ktoré sa používa hlavný AFAR v rozsahu 5,5 cm. Okrem toho je potrebné potlačiť nepriateľský radar protivzdušnej obrany. Je veľmi ťažké umiestniť KREP dostatočného výkonu na malý UAV, preto namiesto KREP použijeme rovnaký radar. Na to je potrebné poskytnúť širší rozsah vlnových dĺžok AFAR, ako je rozsah potlačeného radaru. Vo väčšine prípadov sa to podarí. Napríklad radar systému protivzdušnej obrany Patriot funguje v rozsahu 5, 2-5, 8 cm, ktorý sa prekrýva s hlavným DOSA. Na potlačenie nepriateľského radaru IS a navádzacieho radaru Aegis budete potrebovať dosah AFAR 3-3, 75 cm, preto pred letom na konkrétnu misiu je potrebné vybaviť radary AFAR požadovaných rozsahov. Môžete dokonca nainštalovať nosný dosah AFAR 5, 5 cm a chvost - 3 cm, Ostatné radarové jednotky zostávajú univerzálne. Energetický potenciál radaru je prinajmenšom rádovo väčší ako potenciál akéhokoľvek KREP. V dôsledku toho IS používaný ako rušička môže pokrývať skupinu operujúcu z bezpečných oblastí. Na potlačenie radaru Aegis MF bude potrebný AFAR z dosahu 9-10 cm.
4.2 Konštrukcia a charakteristika radaru
Radar AFAR obsahuje 416 transceiverových modulov (TPM), ktoré sú kombinované do zhlukov (štvorcové matice 4 * 4 PPM. Veľkosť matice 11 * 11 cm.). Celkovo AFAR obsahuje 26 klastrov. Každý PPM sa skladá z 25 W vysielača a pred prijímača. Signály z výstupov všetkých 16 prijímačov sú zhrnuté a nakoniec zosilnené v prijímacom kanáli, ktorého výstup je spojený s analógovo-digitálnym prevodníkom. ADC okamžite vzorkuje signál 200 MHz. Po prevode signálu do digitálnej podoby vstúpi do signálového procesora, kde sa odfiltruje od rušenia a rozhodne o detekcii cieľa alebo jeho neprítomnosti.
Hmotnosť každého APAR je 24 kg. AFAR vyžaduje kvapalinové chladenie. Chladnička váži ďalších 7 kg atď. Celková hmotnosť palubného radaru s dvoma AFAR sa odhaduje na 100 kg. Spotreba energie - 5 kW.
Malá oblasť AFAR neumožňuje získať charakteristiky palubného radaru rovnaké ako pre typický radar informačnej bezpečnosti. Napríklad detekčný rozsah IS s efektívnym odrazovým povrchom (EOC) je 3 m2. v typickej vyhľadávanej oblasti sa 60 ° * 10 ° rovná 120 km. Chyba uhlového sledovania je 0,25 °.
S takýmito ukazovateľmi je ťažké počítať s víťazstvom vo vzdušnom boji na diaľku.
4.3 Spôsob zvýšenia dosahu radaru
Ako východisko môžete navrhnúť použitie skupinových akcií. Na to musia mať UAV medzi sebou vysokorýchlostné komunikačné linky. Jednoducho, taká linka môže byť implementovaná, ak je na bočných plochách UAV umiestnený jeden zhluk radarov. Potom môže prenosová rýchlosť dosiahnuť 300 Mbit / s na vzdialenosť až 20 km.
Zoberme si príklad, keď na misii leteli 4 IS UAV. Ak všetky 4 radary synchrónne skenujú priestor, výkon ožarujúci signálny cieľ sa zvýši 4 -krát. Ak všetky radary vysielajú impulzy striktne na rovnakej frekvencii, potom môžeme predpokladať, že fungoval jeden radar so štvornásobným výkonom. Signál prijatý každým radarom bude tiež štvornásobný. Ak sú všetky prijaté signály odoslané na palubu vedúceho UAV skupiny a sú tam zhrnuté, výkon sa zvýši 4 -krát viac. V dôsledku toho bude pri ideálnej prevádzke zariadenia výkon signálu prijatý štyrmi radarovými radarmi 16 -krát väčší ako u jedného radaru. V skutočnom zariadení vždy dôjde k sumačným stratám v závislosti od kvality zariadenia. Nie je možné citovať konkrétne údaje, pretože o týchto prácach nie je nič známe, ale odhad stratového faktora na polovicu je celkom pravdepodobný. Potom k zvýšeniu výkonu dôjde 8 -krát a rozsah detekcie sa zvýši o 1,65 -krát. V dôsledku toho sa detekčný dosah IS zvýši na 200 km, čo prekročí rozsah štartu raketometu AMRAAM a umožní vzdušný boj.
5. Riadená plachtiaca munícia
Zvážte iba kĺzavé bomby a rakety (PB a PR).
PBU-39 bol pôvodne určený na úder na stacionárne ciele a bol vedený signálmi GPS alebo inerciálnymi. Náklady na PB boli mierne - 40 tisíc dolárov.
Neskôr sa zrejme ukázalo, že puzdro PB s priemerom 20 cm nie je schopné chrániť prijímač GPS pred rušením vyžarovaným pozemnými CREP. Potom sa vedenie začalo zlepšovať. Posledná úprava už má aktívneho hľadača. Chyba mierenia klesla na 1 m, ale cena PB sa zvýšila na 200 tisíc dolárov, čo nie je príliš vhodné pre regionálne vojny.
5.1 Návrh na vzhľad PB
Môžete navrhnúť opustenie vedenia GLONASS a prejsť na vedenie príkazov PB. Je to možné, ak je cieľ možné detekovať radarom na pozadí odrazov od okolitých predmetov, to znamená, že ide o rádiový kontrast. Na zameranie na PB je potrebné nainštalovať nasledujúce:
• inerciálny navigačný systém, ktorý umožňuje udržiavať pohyb PB po priamke najmenej 10 s;
• výškomer s nízkou nadmorskou výškou (menej ako 300 m);
• rádiový záznamník, ktorý znova vysiela spätný dopytovací signál palubného radaru.
Predpokladajme, že radar dokáže detekovať pozemný cieľ v jednom z troch režimov:
• cieľ je taký veľký, že ho možno detekovať na pozadí odrazov od povrchu v režime fyzického lúča, to znamená, keď IS letí priamo naň;
• cieľ je malý a je možné ho detekovať iba v režime syntetizovaného lúča, to znamená pri pozorovaní cieľa zboku niekoľko sekúnd;
• cieľ je malý, ale pohybuje sa rýchlosťou viac ako 10-15 km / h a na tomto základe ho možno rozlíšiť.
Presnosť navádzania závisí od toho, či jeden alebo pár IS vedie navádzanie. Jediný radar dokáže presne zmerať dosah k PB s chybou 1-2 m, ale azimut sa meria s veľkou chybou - s jediným meraním 0,25 °. Ak pozorujete PB 1-3 s, potom môže byť bočná chyba znížená na 0, 0005-0, 001 z hodnoty rozsahu na PB. Potom vo vzdialenosti asi 100 km bude bočná chyba rovná 50-100 m, čo je vhodné iba na streľbu na terčové ciele.
Predpokladajme, že existuje pár jednotiek informačnej bezpečnosti, ktoré sú od seba vzdialené 10-20 km. Vzájomné súradnice IS sú pomocou GLONASS známe celkom presne. Potom zmeraním vzdialeností od PB k obidvom IS a vytvorením trojuholníka môžete chybu znížiť na 10 m.
V prípadoch, kde je potrebná vyššia presnosť navádzania, bude potrebné použiť hľadač, napríklad televízny, schopný detekovať cieľ zo vzdialenosti viac ako 1 km. Je možné zvážiť možnosť prenosu televízneho obrazu operátorovi na lodi.
5.2 Použitie kĺzavých striel
Zvolená taktika vedenia leteckých bitiek stanovuje, že v prípade detekcie útoku IS nepriateľa je potrebné na neho páliť na veľké vzdialenosti a okamžite sa otočiť a odísť v smere AK. Rakety BD R-37 sú vzhľadom na hmotnosť 600 kg úplne nevhodné a čiastočne vhodné sú UR SD R-77-1. Ich hmotnosť nie je ani malá - 190 kg a dosah štartu je príliš malý - 110 km. Preto zvážime možnosť použitia PR.
Predpokladajme, že UAV je vo výške 17 km. Nechajte ho napadnúť IS letiacim nadzvukovou rýchlosťou 500 m / s (1800 km / h) vo výške 15 km. Predpokladajme, že IS útočí na UAV pod uhlom 60 °. Potom sa UAV bude musieť otočiť o 120 °, aby sa zabránilo IS. Pri rýchlosti letu 250 m / s a preťažení 4 g bude otočenie trvať 12 sekúnd. Pre istotu nastavme hmotnosť PR 60 kg, čo umožní UAV mať nábojovú náplň 12 PR.
Zvážte taktiku vedenia vojny. Nechajte IS zaútočiť na UAV v najnepriaznivejšom variante pre UAV - na vonkajšom riadiacom stredisku. Potom IS pred spustením UR radar nezapne a dá sa zistiť iba vlastným radarom UAV. Aj keď použijeme skupinové skenovanie štyrmi palubnými radarmi skupiny, potom bude detekčný dosah dostačujúci iba pre konvenčnú informačnú bezpečnosť - 200 km. Pri F-35 klesne dolet na 90 km. Pomoc tu môže poskytnúť radar protiraketovej obrany AK schopný detekovať letiaci letún F-35 vo výške 15 km na vzdialenosť 500 km.
O potrebe stiahnutia UAV sa rozhoduje vtedy, keď sa vzdialenosť k IS zníži na 120-150 km. Vzhľadom na to, že bitka sa odohráva vo výškach viac ako 15 km, potom nie sú takmer žiadne mraky. Potom môže UAV pomocou televíznych alebo infračervených kamier zaznamenať, že IS spustil UR. Ak je IS v zóne viditeľnosti radaru protiraketovej obrany, potom spustenie systému protiraketovej obrany môže zistiť aj tento radar.
Ak sa IS naďalej približuje k UAV bez spustenia UR, potom UAV resetuje prvý pár PR. V okamihu pádu na PR sa krídlo nosiča otvorí a začne kĺzať v danom smere. V tomto čase sa UAV pokračuje v otáčaní a keď je PR v zóne pôsobenia chvosta AFAR, zachytáva PR na sledovanie. PÁR PR pokračuje v plánovaní a rozptyľuje sa až na 10 km, aby sa IB odrazil. Keď sa vzdialenosť z PR do IS zníži na 30-40 km, operátor vydá príkaz na spustenie motorov PR, ktoré sa zrýchlia na 3-3,5 M., pretože energia PR je dostatočná na kompenzáciu straty. výšky. Na PR musí byť nainštalovaný transpondér, ktorý pomáha smerovať PR s vysokou presnosťou. Radarový vyhľadávač na PR nie je potrebný - stačí mať jednoduchého IR alebo TV vyhľadávača.
Ak sa IS v procese prenasledovania podarilo priblížiť k UAV na vzdialenosť asi 50 km, potom môže odpáliť raketomet. V tomto prípade sa PR používajú v režime protiraketovej obrany. PR sa vypúšťa obvyklým spôsobom, ale po otvorení krídla PR urobí zákrutu smerom k UR a potom naštartuje motor. Pretože odpočúvanie prebieha na kolíznom kurze, široké zorné pole od optického hľadača nie je potrebné.
POZNÁMKA: Na diskusiu o taktike používania AK je potrebné najskôr zvážiť metódy získania riadiaceho centra. Ale otázky budovania hlavného informátora - AWACS UAV, fungujúceho v morských divadlách, budú zvážené v nasledujúcom článku.
6. Závery
• navrhovaná AK bude stáť niekoľkokrát lacnejšie ako lietadlová loď Storm;
• pokiaľ ide o kritérium nákladovej efektívnosti, AK výrazne prekoná Kuznetsova;
• výkonný systém protivzdušnej obrany poskytne protiraketovú obranu a protivzdušnú obranu AUG a bezpilotné prostriedky zaistia neustálu detekciu nepriateľských ponoriek;
• kĺzavá munícia je oveľa lacnejšia ako typické odpaľovače rakiet a umožní dlhodobé krytie vzduchu v regionálnych konfliktoch;
• AK je optimálna na podporu obojživelných operácií;
• na základe AK UAV AWACS môžu byť použité pre riadiace centrum inými KUG-am;
• vyvinutý AK, UAV, PB a PR je možné úspešne exportovať.
