1. Introducció
Al tercer article de la sèrie, es va confirmar el punt de vista segons el qual el nostre portaavions, l'almirall Kuznetsov, ja està tan obsolet que, en lloc de reparar-lo, és millor construir un vaixell més nou. Quan es va establir dos documents UDC 23900 Ivan Rogov, es va anunciar que el cost de la comanda per a cadascun d’ells seria de 50.000 milions de rubles, que és inferior al cost de la reparació de Kuznetsov. A més, suposem que si demaneu un creuer que porta avions (AK) basat en el casc UDC, el casc AK no costarà més que el casc UDC.
En els darrers 15 anys, presentem periòdicament projectes del portaavions Storm, que en termes de massa i dimensions és proper al nord-americà Nimitz. L’estimació de costos de 10.000 milions de dòlars de la tempesta mata tota la idea. De fet, a més de la tempesta, és necessari construir-hi un avió d’alerta primerenca AUG i Yak-44 (AWACS), i un complex d’entrenament per a pilots d’ala. El pressupost de la nostra flota infrafinançada òbviament no podrà cobrir aquestes despeses.
2. Paràmetres bàsics del concepte AK
L’autor no és expert en construcció naval ni en construcció d’avions. Les característiques tècniques que es donen a l’article són aproximades i s’obtenen en comparació amb mostres conegudes. Si els especialistes volen corregir-los, això augmentarà significativament la qualitat de la proposta i el Ministeri de Defensa no ho podrà ignorar.
2.1 Les principals tasques de l'AK
• suport aeri per a operacions terrestres, inclòs assalt amfibi a teatres remots. Profunditat de les operacions fins a 500-600 km de l'AK;
• infligint atacs aeris al KUG de l'enemic;
• reconeixement de la situació al mar en un radi de fins a 1000 km;
• cerca de submarins mitjançant vehicles aeris no tripulats (UAV) amb un magnetòmetre a distàncies de fins a 100 km davant de l'AK.
Les limitacions de l’abast de les tasques són que l’AK no hauria de atacar els AUG-s i, en atacar el territori enemic, els UAV de l’ala aèria no haurien d’apropar-se als camps d’aviació en què es basen els bombarders de combat (IB), a una distància inferior a 300 km. En el cas que un grup de drons sofrís un atac inesperat per part de l’IS de l’enemic, els drons només haurien de dur a terme combats aeris de llarg abast, mentre es movessin simultàniament cap a l’AK.
2.2 Pes i dimensions
Per reduir el cost de l'AK al màxim, limitarem el seu desplaçament total: 25 mil tones, que correspon a la mida de l'UDC: 220 * 33 m. avalueu el que és més rendible: mantingueu aquesta mida o substituïu-la per una més còmoda per AK-240 * 28 m. El trampolí de proa ha d'estar present. Suposem que trien 240 * 28 m.
2.3 Selecció del tipus de sistema de defensa antiaèria
Una versió típica, quan només s’instal·len sistemes de defensa antiaèria de curt abast (MD) en un portaavions, és poc útil per a Rússia. No tenim els nostres propis destructors URO, les fragates de l’almirall Gorshkov tampoc no estan atapeïdes i no resolen el problema de la defensa antimíssils. Per tant, haureu d’instal·lar un sistema de defensa antiaeri a llarg abast de ple abast a l’AK. La proposta d’aparició del complex de radar (RLC) d’aquest sistema de defensa antiaèria es dóna a l’article anterior, on es demostra que el radar de defensa antimíssils hauria de tenir 4 matrius d’antenes per fases actives (AFAR) amb una àrea de 70-100 metres quadrats. A més, s’haurien de col·locar antenes d’un radar multifuncional (MF), un complex de contramesures electròniques (KREP) i el reconeixement d’estats a la superestructura. No es podran trobar aquestes àrees a la superestructura situada al lateral, com a la UDC.
2.4 Disseny de superestructures
Es proposa considerar una opció amb la col·locació de la superestructura en tota l'amplada de la coberta i situar-la el més a prop possible de la proa del vaixell. La part inferior de la superestructura, de 7 m d’alçada, està buida. A més, les parts davantera i posterior del compartiment buit estan tancades per les ales de la porta. Durant l’enlairament i l’aterratge, les portes s’obren i s’instal·len al llarg dels costats del vaixell amb una lleugera expansió d’uns 5 °.
Aquesta expansió constitueix la bengala d'entrada en cas que si el UAV durant l'aterratge es desplaci fortament respecte al centre de la pista cap al lateral, la bengala evitarà que l'ala toqui directament la paret de la superestructura. També, en cas d’accident, s’instal·len broquets del sistema d’extinció al sostre de la part buida de la superestructura. Com a resultat, l’amplada de la pista només està limitada per l’amplada de la part inferior de la superestructura i és igual a 26 m, cosa que permet plantar UAV amb una envergadura de fins a 18-19 m i una alçada de la quilla. de fins a 4 m., que està en disposició constant i, possiblement, amb motors calents.
L'alçada de la superestructura sobre la coberta ha de ser d'almenys 16 m. La disposició de les antenes a les vores laterals de la superestructura es mostra a la Fig. 1 a l'article anterior. A les cares davantera i posterior de la superestructura, el radar de defensa antimíssils AFAR no es pot localitzar de la mateixa manera que als laterals, ja que aquests AFAR es troben per sobre de les portes i l’alçada total de la superestructura per acollir-les no és suficient. Hem de girar aquests AFAR 90 °, és a dir, col·locar el costat llarg de l'AFR horitzontalment i el costat curt verticalment.
Durant el període amenaçat, a la popa de la coberta s’haurien de situar 3 parells més d’UAV IS amb 4 míssils de rang mitjà (SD) R-77-1 o 12 míssils de curt abast (MD) descrits a la secció 5. la longitud de pista disponible disminuirà fins a 200 m.
3. El concepte dels UAV utilitzats
Com que se suposa que les batalles aèries seran més aviat una excepció, els UAV IS haurien de ser subsònics. També és beneficiós per a un portaavions petit tenir UAV petits. Aleshores són més fàcils de transportar a l’hangar, requereixen una pista més curta i es redueix el gruix requerit de la coberta. Limitem el pes màxim a l'enlairament d'un UAV IS a 4 tones. Llavors l'ala pot contenir fins a 40 UAV. Suposem que la càrrega màxima de combat d’un UAV d’aquest tipus serà de 800-900 kg i, a causa del baix xassís, no es pot suspendre un míssil d’aquesta massa sota el fuselatge. Per tant, la càrrega màxima ha de consistir en dos coets de 450 kg. A més, no és possible augmentar el pes de l'enlairament del UAV, en cas contrari s'haurà d'augmentar la mida de l'AK i es convertirà en un portaavions normal.
Els míssils aire-superfície (VP) que pesen menys de 450 kg tenen, per regla general, un abast de llançament baix i no els permeten ser utilitzats a intervals que excedeixin el rang de tir dels sistemes SD SAM fins i tot. Dels míssils V-V, només es podrà utilitzar el míssil SD SD R-77-1 amb un abast de llançament de 110 km. Tenint en compte que el llançador de míssils americà AMRAAM té un abast de llançament de 150 km, serà problemàtic guanyar una batalla aèria de llarg abast. UR BD R-37 tampoc és adequat pel pes de 600 kg. En conseqüència, es requerirà el desenvolupament d’armes alternatives, per exemple, les bombes planejadores (PB) i els míssils planejadors (GL), que es discuteix a la secció 5.
La petita massa d'un UAV IS no li permetrà tenir tot el conjunt d'equips ubicats en un IS tripulat. Haurem de desenvolupar opcions combinades, per exemple, radar i contramesures electròniques (KREP), o combinar els UAV en parells: en un radar i, en l’altra, una gran varietat d’òptica i intel·ligència electrònica.
Si un UAV té la tasca de dur a terme un combat aeri proper, llavors el UAV ha de tenir una sobrecàrrega que excedeixi clarament les capacitats d'un IS tripulat, per exemple, 15 g. També es requerirà una línia de comunicació immune al soroll de tots els aspectes amb l’operador. Com a resultat, la càrrega de combat caurà encara més. És més fàcil limitar-se al combat a distància i a la sobrecàrrega de 5 g.
En conflictes regionals, sovint és necessari atacar objectius insignificants, el cost dels quals és tan baix que l’ús de míssils d’alta precisió resulta injustificat i massa car i la massa del míssil és massa gran. L’ús de municions lliscants permet reduir tant el pes com el preu, i el rang de llançament augmenta. D’això se’n desprèn que l’altura de vol ha de ser el més alta possible.
El segon tipus d’UAV: la detecció de radar d’abast primerenc (AWACS) proporciona informació de suport de l’AK. Ha de tenir un temps de treball llarg: de 6 a 8 hores, per la qual cosa suposarem que s’haurà d’augmentar la seva massa fins a 5 tones. Tot i la seva petita massa, el AWACS UAV hauria de proporcionar aproximadament les mateixes característiques que el Hawkeye AWACS, que té una massa de 23 tones.
El proper article es dedicarà al tema dels UAV AWACS. Aquí només observem que la diferència entre els AWACS proposats i els existents és que les antenes de radar ocupen la majoria dels costats dels UAV, per a la qual cosa s’està produint un tipus especial de UAV amb una ala superior en forma de V que no oculta l’AFAR lateral. desenvolupat.
4. L’aparició del UAV IB
L’avió americà Global Hawk utilitza un motor d’un avió de passatgers, la part freda del qual es modifica per funcionar en una atmosfera enrarida. Com a resultat, es va aconseguir una altitud de vol de 20 km amb una massa de 14 tones, una envergadura de 35 m i una velocitat de 630 km / h.
Per a un UAV IB, l’envergadura de les ales no ha de ser superior a 12-14 m. La longitud del fuselatge és d’uns 8 m. Llavors, l’altura del vol, en funció de la càrrega de combat i de la disponibilitat de combustible, s’haurà de reduir a 16- 18 km i la velocitat de creuer s’ha d’augmentar a 850-900 km / h …
La relació empenta-pes del UAV ha de ser suficient per obtenir una velocitat de pujada d'almenys 60 m / s. La durada del vol és com a mínim de 2,5 a 3 hores.
4.1 Característiques del radar IS
Per al combat aeri de llarg abast, el radar té dos AFAR: un nas i una cua. Les dimensions exactes del fuselatge es determinaran en el futur, però ara suposem que els diàmetres del radar AFAR són iguals a 70 cm.
La principal tasca del radar és detectar diversos objectius, per als quals s’utilitza l’AFAR principal del rang de 5, 5 cm. A més, es requereix suprimir el radar de defensa aèria enemic. És molt difícil col·locar un KREP de potència suficient en un UAV petit, per tant, en lloc de KREP, farem servir el mateix radar. Per fer-ho, és necessari proporcionar un rang de longitud d’ona AFAR més ampli que el del radar suprimit. En la majoria dels casos, això té èxit. Per exemple, el radar del sistema de defensa antiaèria Patriot funciona en el rang de 5, 2-5, 8 cm, que se solapa amb el principal AFAR. Per suprimir el radar enemic IS i el radar de guiatge Aegis, haureu de tenir un abast AFAR de 3-3, 75 cm. Per tant, abans de volar en una missió específica, cal equipar els radars AFAR dels rangs requerits. Fins i tot podeu instal·lar el rang AFAR de nas de 5, 5 cm i la cua de 3 cm. La resta de radars segueixen sent universals. El potencial energètic del radar és almenys un ordre de magnitud superior al potencial de qualsevol KREP. En conseqüència, el SI utilitzat com a brossa pot cobrir un grup que opera des de zones segures. Per suprimir el radar Aegis MF, caldrà un AFAR del rang de 9-10 cm.
4.2 Disseny i característiques del radar
El radar AFAR conté 416 mòduls transceptors (TPM), que es combinen en clústers (matrius quadrades 4 * 4 PPM. Mida de la matriu 11 * 11 cm.). En total, AFAR conté 26 clústers. Cada PPM està format per un transmissor de 25 W i un prereceptor. Els senyals de les sortides dels 16 receptors es resumeixen i finalment s’amplifiquen al canal receptor, la sortida del qual està connectada a un convertidor analògic-digital. L’ADC mostra instantàniament el senyal de 200 MHz. Després de convertir el senyal en forma digital, entra al processador de senyal, on es filtra de les interferències i pren una decisió sobre la detecció de l'objectiu o la seva absència.
La massa de cada APAR és de 24 kg. AFAR requereix refredament líquid. La nevera pesa 7 kg més, etc. El pes total d’un radar aerotransportat amb dos AFAR s’estima en 100 kg. Consum d'energia: 5 kW.
La petita superfície de l'AFR no permet obtenir les característiques d'un radar aerotransportat igual a la d'un radar de seguretat d'informació típic. Per exemple, el rang de detecció d'un IS amb una superfície reflectant efectiva (EOC) és de 3 metres quadrats. en una àrea de cerca típica, 60 ° * 10 ° equival a 120 km. L'error de seguiment angular és de 0,25 °.
Amb aquests indicadors, és difícil comptar amb la victòria d'un combat aeri de llarg abast.
4.3 Manera d'augmentar l'abast del radar
Com a sortida, podeu suggerir l’ús d’accions de grup. Per a això, els UAV han de tenir una línia de comunicació d’alta velocitat entre ells. Simplement, aquesta línia es pot implementar si es col·loca un grup de radars a les superfícies laterals del UAV. Llavors, la velocitat de transmissió pot arribar als 300 Mbit / s a una distància de fins a 20 km.
Penseu en un exemple quan 4 UAV IS van volar en una missió. Si els 4 radars analitzen sincronitzadament l'espai, la potència que irradia l'objectiu del senyal augmentarà 4 vegades. Si tots els radars emeten polsos estrictament a la mateixa freqüència, podem suposar que funcionava un radar amb potència quàdruple. El senyal rebut per cada radar també es quadruplicarà. Si tots els senyals rebuts s’envien a bord dels principals UAV del grup i s’hi resumeixen, la potència augmentarà 4 vegades més. En conseqüència, amb un funcionament ideal de l'equip, la potència del senyal rebuda pels quatre radars serà 16 vegades superior a la d'un radar. En equips reals, sempre hi haurà pèrdues sumatòries, en funció de la qualitat de l’equip. No es poden citar dades específiques, ja que no se sap res sobre aquestes obres, però és bastant plausible una estimació del factor de pèrdua a la meitat. A continuació, l'augment de potència es produirà 8 vegades i el rang de detecció augmentarà 1, 65 vegades. En conseqüència, l'abast de detecció de l'IS augmentarà a 200 km, cosa que supera l'abast de llançament del llançador de míssils AMRAAM i permetrà el combat aeri.
5. Munició planejadora guiada
Penseu només en les bombes i míssils planadors (PB i PR).
El PBU-39 estava destinat originalment a atacar objectius estacionaris i estava guiat per senyals GPS o inercials. El cost del PB va ser moderat: 40 mil dòlars.
Pel que sembla, més tard va resultar que la caixa PB amb un diàmetre de 20 cm no és capaç de protegir el receptor GPS de la interferència emesa pels CREP basats en terra. Llavors es va començar a millorar la guia. L'última modificació ja té un cercador actiu. L’error d’objectiu va disminuir fins a 1 m, però el preu del PB va augmentar a 200 mil dòlars, cosa que no és molt adequada per a les guerres regionals.
5.1 Proposta d'aparició del PB
Podeu proposar abandonar la guia GLONASS i canviar a la guia d'ordres PB. Això és possible si l’objectiu pot ser detectat pel radar sobre el fons de reflexions d’objectes circumdants, és a dir, es tracta d’un contrast de ràdio. Per apuntar al PB, cal instal·lar el següent:
• sistema de navegació inercial, que permet mantenir el moviment en línia recta del PB durant almenys 10 s;
• altímetre de baixa altitud (inferior a 300 m);
• un contestador automàtic de ràdio, que retransmet el senyal d'interrogació del radar incorporat.
Suposem que el radar pot detectar un objectiu terrestre en un dels tres modes següents:
• l'objectiu és tan gran que es pot detectar en el fons de reflexos de la superfície en el mode de feix físic, és a dir, quan l'IS està volant-hi directament;
• l'objectiu és petit i només es pot detectar en mode de feix sintetitzat, és a dir, quan s'observa l'objectiu des del costat durant diversos segons;
• l'objectiu és petit, però es mou a una velocitat superior a 10-15 km / h i es pot distingir sobre aquesta base.
La precisió de la guia depèn de si un o un parell de SI condueixen la guia. Un sol radar pot mesurar amb precisió l'abast fins al PB amb un error d'1-2 m, però l'azimut es mesura amb un gran error, amb una sola mesura de 0,25 °. Si observeu els PB 1-3 s, l'error lateral es pot reduir a 0, 0005-0, 001 del valor de l'interval al PB. Després, a una distància d’uns 100 km, l’error lateral serà igual a 50-100 m, que només és adequat per disparar contra objectius de la zona.
Suposem que hi ha un parell d'unitats de seguretat de la informació separades entre 10-20 km. Les coordenades mútues del SI es coneixen amb l'ajut de GLONASS amb força precisió. Aleshores, mesurant les distàncies des del PB a IS i construint un triangle, podeu reduir l’error a 10 m.
En els casos en què es requereixi una precisió de guia més gran, caldrà utilitzar un cercador, per exemple, un televisor, capaç de detectar un objectiu a una distància superior a 1 km. És possible considerar l'opció de transmetre una imatge de televisió a l'operador del vaixell.
5.2 Ús de míssils planadors
La tàctica escollida per dur a terme batalles aèries estableix que, en cas de detectar l’atac SI d’un enemic, cal disparar-lo a distància i, girant-se immediatament, sortir en direcció a l’AK. Els míssils BD R-37 són totalment inadequats a causa del pes de 600 kg, i els UR SD R-77-1 són parcialment adequats. La seva massa tampoc és petita (190 kg) i el rang de llançament és massa petit (110 km). Per tant, considerarem la possibilitat d’utilitzar PR.
Suposem que el UAV es troba a una altitud de 17 km. Que sigui atacat per un IS que vola a un creuer supersònic de 500 m / s (1800 km / h) a una altitud de 15 km. Suposem que l'IS ataca l'UAV amb un angle de 60 °. Aleshores, el UAV haurà de girar 120 ° per evitar el SI. A una velocitat de vol de 250 m / s i una sobrecàrrega de 4 g, el gir trigarà 12 segons. Per definir-la, fixem la massa PR de 60 kg, cosa que permetrà que el UAV tingui una càrrega de munició de 12 PR.
Penseu en les tàctiques de la guerra. Que l'IS ataqui l'UAV en la variant més desfavorable per al UAV, al centre de control extern. Llavors, l’IS abans del llançament de l’UR no encén el radar i només el pot detectar el propi radar del UAV. Fins i tot si utilitzem l’escaneig de grup per quatre radars integrats al grup, l’abast de detecció només serà suficient per a la seguretat de la informació convencional: 200 km. Per al F-35, l’abast baixarà fins als 90 km. Un radar de defensa antimíssils AK capaç de detectar un F-35 que vola a una altitud de 15 km a una distància de 500 km pot proporcionar-vos ajuda.
La decisió sobre la necessitat de retirar l’UAV es pren quan la distància a l’IS es redueix a 120-150 km. Tenint en compte que la batalla es desenvolupa a altituds de més de 15 km, llavors gairebé no hi ha núvols. Aleshores, el UAV, mitjançant càmeres de TV o IR, pot gravar que el SI ha llançat la UR. Si l’IS es troba a la zona de visibilitat del radar de defensa antimíssils, aquest llançament del sistema de defensa antimíssil també el pot detectar.
Si el SI continua apropant-se al UAV sense llançar la UR, el UAV restableix el primer parell de PR. En el moment de caure cap al PR, l’ala portadora s’obre i comença a lliscar en una direcció determinada. En aquest moment, l’UAV continua girant i, quan el PR es troba a la zona d’acció de la cua AFAR, capta el PR per al seu seguiment. Un parell de relacions públiques continua planificant-se, dispersant-se fins a 10 km per tal d’aconseguir l’IB en paparres. Quan la distància del PR al IS es redueix a 30-40 km, l'operador emet una ordre per engegar els motors PR, que accelerarà a 3-3,5 M. ja que l'energia del PR és suficient per compensar la pèrdua d’alçada. S'ha d'instal·lar un transpondedor al PR, que ajudi a dirigir el PR amb una alta precisió. No es requereix un cercador de radar a les relacions públiques: n'hi ha prou amb tenir un cercador de TV o IR simple.
Si el SI en procés de persecució va aconseguir apropar-se al UAV a una distància d’uns 50 km, llavors pot llançar el llançador de míssils. En aquest cas, les PR s’utilitzen en el mode de defensa antimíssils. El PR es descarrega de la manera habitual, però després d’obrir l’ala, el PR fa un gir cap a la UR i després arrenca el motor. Atès que la intercepció es produeix en un curs de col·lisió, no es requereix un ampli camp visual des del cercador òptic.
NOTA: per discutir les tàctiques sobre l’ús d’AK, primer cal tenir en compte els mètodes per obtenir el centre de control. Però les qüestions relacionades amb la construcció de l’informador principal: un UAV AWACS, que operen als teatres marins, es consideraran al proper article.
6. Conclusions
• el AK proposat costarà diverses vegades més barat que el portaavions Storm;
• pel que fa al criteri de rendibilitat, AK superarà significativament Kuznetsov;
• un potent sistema de defensa antiaèria proporcionarà defensa antimíssils i defensa antiaèria AUG, i els UAV asseguraran la detecció constant de submarins enemics;
• la munició planejadora és molt més barata que els llançadors de míssils típics i permetrà una cobertura aèria a llarg termini en conflictes regionals;
• AK és òptim per donar suport a operacions amfibies;
• basat en AK UAV, AWACS pot ser utilitzat per al centre de control per altres KUG-am;
• desenvolupats per AK, UAV, PB i PR es poden exportar amb èxit.
