Die Krümmung der Erdoberfläche und die Unebenheiten des Geländes schränken die Fähigkeiten von bodengestützten und marinen Luftverteidigungssystemen zur Erkennung und Abwehr von tieffliegenden Luftangriffswaffen (LAS) stark ein. Wie kann man effektiv sicherstellen, dass ein Luftverteidigungssystem auf tief fliegende Ziele abgefeuert werden kann?
Klettere höher
Eine der Möglichkeiten besteht darin, das Radar auf einem Hub- und Mastgerät (PMU) zu platzieren. Wenn wir das Radar in einer Höhe von 15 Metern platzieren, beträgt die Sichtweite eines Flugzeugs, das sich in einer Höhe von 50 Metern über der Oberfläche bewegt, 41 km. Eine Erhöhung der PMU-Höhe auf 50 Meter erhöht die theoretische Sichtweite um nur 13 km (bis zu 54 km), während die Komplexität und Sperrigkeit solcher Geräte viel größer wird.
Es scheint, dass es für ein Kurzstrecken-Luftverteidigungssystem vom Typ Pantsir-SM ganz normal ist? In der Praxis reduzieren jedoch die Unebenheiten des Geländes, der Wälder, der Gebäude und anderer natürlicher und künstlicher Hindernisse diesen Wert um ein Vielfaches.
Was ist die Mindesthöhe, um das Radar anzuheben, um die Erkennung tieffliegender Ziele zu gewährleisten?
Die Höhe, auf die das Erfassungsmittel zum Ausgleich von Geländeunebenheiten angehoben werden muss, kann in jedem Fall variieren. In den meisten Fällen beträgt der Höhenunterschied auf dem flachen Territorium Russlands im Bereich von 100-200 km nicht mehr als 100-200 Meter. In Berggebieten kann der Unterschied deutlich größer sein, und es ist schwierig, einen bestimmten Wert anzugeben.
Herkömmlicherweise können Sie für ein Luftverteidigungssystem mit kurzer Reichweite (bis zu 40-50 km) die erforderliche Höhe zum Ausgleich der Unebenheiten des Geländes von 100 Metern nehmen, für ein Luftverteidigungssystem mit mittlerer Reichweite (bis zu 50- 150 km) beträgt die zum Ausgleich der Geländeunebenheiten erforderliche Höhe 200 Meter.
So beträgt die Mindesthöhe des Radars zur Erkennung von niedrig fliegenden Zielen, für Luftverteidigungssysteme mit kurzer Reichweite etwa 200 Meter, für Luftverteidigungssysteme mit mittlerer Reichweite etwa 700 Meter. Die Flughöhe der Radarstation, um den Flug über dem Horizont des Langstreckenflugabwehr-Raketensystems zu gewährleisten, sollte mit der Flughöhe der AWACS-Flugzeuge vergleichbar sein, etwa 10.000 m, in diesem Fall ist das Gelände von weitaus geringerer Bedeutung
Die angegebenen Höhen machen den Einsatz von PMU unmöglich, aber es gibt mehrere andere Möglichkeiten, "über den Horizont hinauszuschauen".
Aerostat-Radar
Eine dieser Methoden ist die Verwendung von Ballons. Das JLENS-Projekt wird in den USA umgesetzt. Im Rahmen dieses Projekts ist geplant, Radar- und optische Aufklärungsgeräte auf Ballons zu installieren, die an bestimmten Punkten des Landes befestigt sind und die dazu bestimmt sind, tief fliegende Marschflugkörper zu erkennen. Die Höhe der Ballons beträgt 3 - 4,5 km, die Nutzlastmasse beträgt etwa drei Tonnen. Die Erfassungsreichweite von Luftzielen soll ca. 550 km betragen, Bodenzielen ca. 225 km. Zusätzlich zur Detektion sollte der JLENS-Ballon eine Zielbestimmung über dem Horizont für Boden-Luft-Raketen ermöglichen. Um den Ballon in Position zu halten und Daten auszutauschen, wird vorgeschlagen, ein Kabel zu verwenden, das Stromkabel und faseroptische Datenübertragungskabel in einem Kohlenstoffmantel umfasst.
Im Rahmen der von uns betrachteten Aufgabe hat dieses Projekt mehrere Nachteile: Der Ballon ist für die ständige Fortbewegung auf der Straße nicht sehr bequem und sollte nach Möglichkeit an einem bestimmten Punkt befestigt werden, was die Möglichkeit eines Positionswechsels mit dem Handy ausschließt Luftverteidigungssysteme und ist inakzeptabel. Darüber hinaus kann die enorme Größe des Ballons (über 70 Meter Länge) theoretisch seinen Betrieb bei starken böigen Winden behindern.
Andererseits ist das Konzept selbst recht vielversprechend. Auf Ballons platzierte Radarstationen können stationäre Objekte vor dem Aufprall von niedrig fliegenden EHV schützen, vor allem Minen für Interkontinentalraketen (Interkontinentalraketen), U-Boot-Stützpunkte, Träger für ballistische Raketen, Flugplätze für strategische Bomber, Kernkraftwerke und andere kritische Elemente des Landes Streitkräfte und Infrastruktur. …
Obwohl Ballons nicht das optimale Mittel sind, um Luftverteidigungssystemen die Möglichkeit zu geben, Ziele jenseits des Horizonts zu treffen, können sie eine wichtige Rolle spielen, um besonders wichtige stationäre Objekte vor einem plötzlichen Angriff der tieffliegenden feindlichen Luftverteidigung zu schützen Systeme. Ihr Hauptvorteil ist die Möglichkeit eines quasi-kontinuierlichen Aufenthalts in der Luft ohne nennenswerten Kraftstoff- und Stromverbrauch
In Russland werden solche Ballons von RosAeroSystems entwickelt. Betrachten Sie insbesondere den großvolumigen Fesselballon "PUMA". Der Puma-Ballon wurde als Radarträger zur Rund-um-die-Uhr-Radarüberwachung aus einer Höhe von bis zu 5 km für 30 Tage ohne Landung entwickelt.
Der geschätzte Erfassungs- und Verfolgungsradius von Luftzielen wird 300-350 km betragen. Der Ballon muss Orkanwinden bis 46 m/s und direkten Blitzeinschlägen standhalten. Der Aerostat wird beim Auf- und Abstieg sowie beim Abstellen auf Arbeitshöhe von einem Seilzug gehalten und versorgt Bordsysteme und Nutzlasten mit einer Leistung von bis zu 40 kW mit Strom, sowie Blitz- und Entladungsstrom. Die Nutzlast des PUMA Ballons beträgt bis zu 2250 kg.
Anscheinend arbeiten die Streitkräfte der Russischen Föderation in diese Richtung:
Im Juli 2015 berichtete Vladimir Mikheev, Berater des ersten stellvertretenden Generaldirektors des Konzerns "Radioelectronic Technologies" (KRET), der RIA Novosti über den Beginn der Arbeiten an einem Luftschiffprojekt für die Bedürfnisse der Raketenabwehr des Landes. Es kann ein vollwertiges Element des Raketenangriffswarnsystems (EWS) werden, das heute aus zwei Ebenen besteht - einer orbitalen Satellitenkonstellation und bodengestützten Radarstationen.
Es ist Sache des Almaz-Antey-Konzerns, dass Ballons und Luftschiffe nicht nur vor einem drohenden Luftangriff warnen können, sondern auch direkte Flugabwehrlenkflugkörper (SAMs), die mit einem aktiven Radarzielsuchkopf (ARGSN) ausgestattet sind die identifizierten Ziele.
Quadrocopter und andere unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) vertikal starten und landen
Kommen wir zurück zum Luftverteidigungssystem. Betrachten Sie zunächst die Luftverteidigungssysteme mit kurzer und mittlerer Reichweite, für die das Radar auf eine Höhe von 200 bzw. 700 Metern angehoben werden muss.
Anfang 2018 stellte Boeing einen Prototyp eines elektrischen unbemannten Frachtdrohnen-Quadcopters vor. Dieses UAV wurde entwickelt, um die Technologien zu testen und zu debuggen, die zum Bau der nächsten Generation von Fracht- und Passagierflugzeugen erforderlich sind. Die Länge des erfahrenen UAV beträgt 4,57 Meter, die Breite 5,49 Meter, die Höhe 1,22 Meter, das Gewicht einschließlich des Gewichts der Batterien 339 Kilogramm. Nutzlast - bis zu 226 kg. Das Design umfasst vier Elektromotoren mit acht Rotoren.
Elektrische Quadrocopter-UAVs können eine effektive Lösung für die Erkennung von niedrig fliegenden EHV für Land- und Seeluftverteidigungssysteme werden
Auf einem Trägerfahrzeug soll sich ein Elektro-Quadrocopter-UAV befinden, dort soll sich auch ein Diesel-Generator-Set (DGU) befinden, um das UAV mit Strom zu versorgen. Leider sind im Moment die Leistung der Elektromotoren des erfahrenen Quadcopters, die Akkuladezeit und die Flugzeit unbekannt.
Zwei Optionen kommen in Betracht:
- in der ersten Version sind keine Batterien erforderlich, um einen langen Flug aufrechtzuerhalten, die Stromversorgung erfolgt aus dem Trägerfahrzeug, es gibt nur eine kleine Backup-Batterie für die Notlandung des UAV, diese Option kann vermutlich als optimal angesehen werden;
- die zweite Möglichkeit kann verwendet werden, wenn die Masse des Kabels, das benötigt wird, um den Quadrocopter mit der notwendigen Energie zu versorgen, zu groß ist, in diesem Fall muss der Quadrocopter mit wiederaufladbaren Batterien oder Superkondensatoren (Superkondensatoren) mit einer Schnellladung ausgestattet sein Funktion.
Um die Kontinuität des Fluges auf vier Kurzstrecken-Luftverteidigungssystemen zu gewährleisten, sind mindestens zwei Trägerfahrzeuge mit UAVs erforderlich. Die Zeit, die das UAV in der Luft verbringt, wird nur durch die Verfügbarkeit von Kraftstoff für das Dieselaggregat begrenzt.
Anstelle eines elektrischen Quadcopters können UAVs auf Basis von Benzin- oder Diesel-Kolbenmotoren eingesetzt werden. In Russland wird die Entwicklung und Produktion solcher Lösungen von SKYF Technology durchgeführt, die dem Kunden SKYF vertikal startende und landende UAVs anbietet. Derzeit beträgt die Tragfähigkeit des SKYF UAV 250 Kilogramm mit der Aussicht, sie auf 400 Kilogramm zu erhöhen. Die Flughöhe dieses UAV beträgt bis zu 3000 Meter.
Zuvor hatte die Firma Gorizont ein Hubschrauber-UAV Gorizont Air S-100 mit einem Allround-Radar auf Basis des österreichischen Schiebel Camcopter S-100 angekündigt. Das auf diesem UAV montierte und im unteren Teil des Rumpfes installierte Kolibri-Radar wird gemeinsam mit dem Moskauer Forschungsinstitut für Radiophysik entwickelt. Die Gesamtmasse der Radaranlage sollte nicht mehr als 6,5 kg betragen, die erforderliche Reichweite im Rundumsichtmodus (UAV-Schwebeflug) nicht weniger als 200 km und im Modus mit synthetischer Apertur nicht weniger als 20 km.
Die Nutzlast dieses UAV ist zu klein (35 kg), um ein Radar mit akzeptablen Eigenschaften unterzubringen, aber als Konzept kann es interessant sein. Die Dauer des ununterbrochenen Aufenthalts in der Luft beträgt 6 Stunden.
Die obigen Beispiele von UAV-Quadrocoptern können nicht direkt zum Platzieren des Radars verwendet werden, da sie eine relativ bescheidene Nutzlast haben, aber es besteht kein Zweifel, dass ihre Designs aktiv weiterentwickelt und verbessert werden. Dies gilt in erster Linie für elektrische Drohnen-UAVs.
Die Hauptanforderungen an ein AWACS-UAV wie einen Quadrocopter oder ein Hubschrauber-UAV-AWACS sollten eine hohe Zuverlässigkeit und die Fähigkeit, lange in der Luft zu bleiben, um die spezifizierte Flugleistung (LTH) sicherzustellen, sowie eine hohe Betriebsmittel und geringe Kosten für eine Flugstunde
UAVs in großer Höhe
Für Langstrecken-Luftverteidigungssysteme werden senkrecht startende und landende UAVs kein wirksames und ausreichendes Aufklärungsmittel mehr sein, da die Höhe der Radarstation, um eine Sichtweite von etwa 400 km zu erreichen, 10.000 Meter überschreiten muss.
Vermutlich können UAVs mit langer Flugdauer, Flugzeugtyp, mittlerer oder großer Dimension als fliegendes Radar für ein Langstrecken-Luftverteidigungssystem verwendet werden.
Einer der Kandidaten für die Rolle eines vielversprechenden Drohnen-AWACS kann das Altair UAV mit einem Startgewicht von 5 Tonnen und einer Nutzlast von 1-2 Tonnen sein. Dieses UAV wird im Rahmen des Altius-M-Forschungs- und Entwicklungsprojekts im Sokol Design Bureau (Kasan) zusammen mit der Firma Transas erstellt. Die Flugdauer soll bis zu 48 Stunden betragen, die Flugreichweite beträgt 10.000 km. Im Jahr 2018 wurde das Altair UAV-Programm auf das JSC Ural Civil Aviation Plant (UZGA) übertragen. Flugtests des Altair UAV sollen 2019 beginnen.
Auch in anderen Ländern werden derartige Geräte entwickelt. Insbesondere das chinesische Unternehmen CETC entwickelt das UAV JY-300. Das Mittelklassefahrzeug soll Träger von konformen Antennen werden und als unbemanntes AWACS dienen. Nach vorläufigen Daten hat das UAV JY-300 ein Startgewicht von etwa 1300 kg und kann eine Nutzlast von 400 kg tragen. Es ist in der Lage, Flüge bis zu 12 Stunden in einer Höhe von bis zu 7,6 km durchzuführen. Die in das Design dieser Drohne eingebauten Radare sollen die Erkennung von Luft- und Seezielen auf große Entfernungen ermöglichen.
Russische UAVs mittlerer und großer Abmessungen haben viele Probleme, darunter das Fehlen kompakter, leistungsstarker und sparsamer Heimmotoren und das Fehlen moderner Avionik. Eines der wichtigsten Probleme ist das Fehlen von Hochgeschwindigkeits-Satelliten-Datenübertragungskanälen mit globaler Reichweite, die es ermöglichen würden, das UAV zu steuern und Aufklärungsinformationen von ihm in großer Entfernung vom Basispunkt zu erhalten.
Die Verwendung eines AWACS-UAV mit langer Flugdauer erfordert nicht das Vorhandensein solcher Kanäle. Im Allgemeinen kann die Arbeit eines Bündels von Langstrecken-Luftverteidigungssystemen - UAVs mit langer Flugdauer wie folgt aussehen:
UAV AWACS mit langer Flugdauer startet vom Flugplatz und betritt die Patrouillenzone über den Positionen der geschichteten Luftverteidigung. Alle Informationen daraus werden an die Betreiber von Luftverteidigungssystemen mit großer Reichweite und dann über den Kampfkontrollpunkt an die Betreiber anderer Luftverteidigungssysteme gesendet, die Teil der kombinierten Luftverteidigungsstufe sind. Der UAV-Flug sollte überwiegend im Automatikmodus entlang einer vorgegebenen Flugbahn durchgeführt werden. Ein Langstrecken-Luftverteidigungssystem sollte zwei AWACS-UAVs umfassen. In diesem Fall können sie je nach Abgelegenheit des Heimatflugplatzes für eine Dauer von 36-48 Stunden im Schichtbetrieb Kampfeinsätze über den Positionen des Flugabwehr-Raketensystems durchführen.
Die Anforderungen für UAVs von AWACS mit langer Flugdauer sind die gleichen wie für UAVs für Kurz- und Mittelstrecken-Luftverteidigungssysteme - eine hohe Betriebsressource und geringe Kosten einer Flugstunde
Es kann sich eine Frage stellen: Im Titel des Artikels wird von der Arbeit des Flugabwehr-Raketensystems an tieffliegenden Zielen ohne Beteiligung der Luftfahrt der Luftwaffe gesprochen, und die UAVs mit langer Flugdauer stehen in eindeutigem Zusammenhang mit der Luftfahrt. Hier geht es eher um Abteilungszugehörigkeit. In den USA gehören Helikopter nach dem Johnson-McConnell-Abkommen zwischen Army und Air Force nicht der Air Force und sind der US Army direkt unterstellt, sie handeln in deren Interesse (die Aufteilung der Flugzeuge in den USA zwischen Heer und Luftwaffe ist hier gut geschrieben). In unserem Fall erlaubt die Tatsache, dass das UAV zu einem bestimmten Luftverteidigungssystem gehört, der Luftwaffe nicht, es für andere Zwecke zu verwenden.
Mehrschichtige Luftverteidigung mit UAV AWACS
Die Verwendung eines AWACS-UAV vom Typ Quadrocopter und eines AWACS-UAVs mit langer Flugdauer wird es ermöglichen, eine dichte Radarabdeckung des Geländes zu schaffen und die Vergabe der Zielbestimmung an Raketen mit ARGSN und IR-Sucher bei maximaler Reichweite sicherzustellen.
Vermutlich sollte es für zwei Kurzstrecken-Luftverteidigungssysteme eine Maschine mit einer Drohnen-Drohne oder zwei Maschinen für vier Luftverteidigungssysteme geben. Das Mittelstrecken-Flugabwehr-Raketensystem soll zwei Maschinen mit einer Drohnen-Drohne umfassen. Zwei UAVs von AWACS mit langer Flugdauer sollten zu Luftverteidigungssystemen mit großer Reichweite gehören.
UAVs mit langer Flugdauer müssen während einer drohenden Zeit oder bei Ausbruch von Feindseligkeiten ständige Patrouillen über die Positionen der Flugabwehr-Raketensysteme durchführen. UAVs vom Typ Quadrocopter, aus der Zusammensetzung der Nah- und Mittelstrecken-Luftverteidigungssysteme, müssen auf den Trägerfahrzeugen zum sofortigen Start bereit sein. Bei Erkennung einer Luftbedrohung sollte der Start eines Drohnen-UAV innerhalb weniger Minuten erfolgen.
Die Kosten für die UAVs selbst und ihre Flugzeit sind traditionell deutlich niedriger als die Kosten für bemannte Flugzeuge und Helikopter, was diese Aufgabe wirtschaftlich attraktiv macht. Auch technisch enthält das vorgeschlagene Konzept keine unüberwindbaren Probleme.
Für stationäre Objekte von hoher Bedeutung können AWACS-Ballons verwendet werden. Bei der Luftverteidigung von mit AWACS-Ballonen ausgestatteten Objekten sind UAVs mit langer Flugdauer nicht erforderlich und können aus dem Langstrecken-Luftverteidigungssystem ausgeschlossen werden oder können als Backup-Aufklärung und Zielbestimmung auf dem Flugplatz abflugbereit sein meint.
UAV AWACS für die Flotte
Bisher wurde im Interesse bodengestützter Luftverteidigungssysteme nur der Einsatz von UAV AWACS in Betracht gezogen. Aber nicht weniger und möglicherweise eine wichtigere Aufgabe ist der Einsatz eines AWACS-UAV vom Typ Quadrocopter und eines UAV mit langer Flugdauer im Interesse der Luftverteidigung der Schiffe der Marine. Angesichts der Tatsache, dass wir keine Flugzeugträger und dementsprechend AWACS-Flugzeuge darauf haben, sind moderne russische Schiffe aufgrund physischer Einschränkungen im Erfassungsbereich von niedrig fliegenden Zielen schlecht vor Luftangriffen geschützt, unabhängig davon, auf welcher Luftverteidigung sie sich befinden.
Der Einsatz eines Quadrocopter-UAV auf Schiffen der russischen Marine wird die Grenze der Zerstörung tieffliegender Ziele deutlich verschieben. Und das Senden eines UAV mit langer Flugdauer und Reichweite in das Gebiet, in dem sich die Marineschiffe befinden, bietet ihnen zusätzliche Möglichkeiten zur Aufklärung feindlicher Streitkräfte und zur Zielbestimmung von Langstreckenraketen.
Der Einsatz von Ballons und AWACS-Luftschiffen kann im Interesse der Marine nicht ausgeschlossen werden, zumal es historische Beispiele für den Einsatz von Ballons durch die russische Flotte gibt.
Schlussfolgerungen
Boden- und Bodenluftabwehr ohne die Möglichkeit, tief fliegende Ziele aus großer Entfernung anzugreifen, wird besiegt.
Um dieses Problem zu lösen, ist es im Interesse von Kurz- und Mittelstrecken-Luftverteidigungssystemen erforderlich, ein AWACS-UAV vom Typ Quadrocopter zu schaffen, vorzugsweise mit Stromversorgung über ein Kabel vom Trägerfahrzeug.
Für ein Langstrecken-Luftverteidigungssystem ist es notwendig, die Entwicklung eines AWACS-UAV mit langer Flugdauer zu intensivieren.
Für stationäre Objekte von hoher Bedeutung können AWACS-Ballons verwendet werden.
Alle oben genannten Systeme (UAV AWACS vom Typ Quadrocopter, AWACS UAVs mit langer Flugdauer und AWACS Ballons) sind von großer Bedeutung für die Steigerung der Effizienz und des Überlebens nicht nur von bodengestützten Luftverteidigungssystemen, sondern auch von Schiffen der russischen Marine.
