1. Introducere
În cel de-al treilea articol din serie, punctul de vedere a fost confirmat conform căruia portavionul nostru, amiralul Kuznetsov, este deja atât de depășit încât, în loc să îl repare, este mai bine să construim o nouă navă. La stabilirea a două UDC pr. 23900 Ivan Rogov, s-a anunțat că costul comenzii pentru fiecare dintre aceștia va fi de 50 de miliarde de ruble, ceea ce este mai mic decât costul reparării lui Kuznetsov. Mai mult, să presupunem că dacă comandați un crucișător care transportă aeronave (AK) bazat pe carena UDC, atunci carena AK nu va costa mai mult decât carena UDC.
În ultimii 15 ani, prezentăm periodic proiecte ale portavionului Storm, care din punct de vedere al masei și dimensiunilor este aproape de americanul Nimitz. Estimarea de 10 miliarde de dolari a furtunii ucide întreaga idee. Într-adevăr, în plus față de Storm, este necesar să se construiască pentru aceasta un avion AUG și Yak-44 de avertizare timpurie (AWACS) și un complex de antrenament pentru piloții de aripi aeriene. Bugetul flotei noastre subfinanțate nu va fi în mod evident în măsură să acopere astfel de cheltuieli.
2. Parametrii de bază ai conceptului AK
Autorul nu este expert în construcții navale sau construcții de aeronave. Caracteristicile tehnice date în articol sunt aproximative și se obțin prin comparație cu eșantioane cunoscute. Dacă specialiștii vor să le corecteze, atunci acest lucru va crește semnificativ calitatea propunerii, iar Ministerul Apărării nu o poate ignora.
2.1 Principalele sarcini ale AK
• sprijin aerian pentru operațiuni la sol, inclusiv atacuri amfibii asupra teatrelor îndepărtate. Adâncimea operațiunilor până la 500-600 km de AK;
• provocând atacuri aeriene asupra KUG-ului inamicului;
• recunoașterea situației pe mare pe o rază de până la 1000 km;
• căutați submarine folosind vehicule aeriene fără pilot (UAV) cu magnetometru la distanțe de până la 100 km în fața AK.
Limitările sferei sarcinilor constau în faptul că AK nu ar trebui să lovească AUG-uri și, atunci când lovesc teritoriul inamicului, UAV-urile aripii aeriene nu trebuie să se apropie de aerodromurile pe care se bazează bombardierele de luptă (IB), la o distanță mai mică de 300 km. În cazul în care un grup de UAV suferă un atac neașteptat de IS-ul inamicului, UAV-urile ar trebui să efectueze doar lupte aeriene cu rază lungă de acțiune, în timp ce se deplasează simultan spre AK.
2.2 Greutate și dimensiuni
Pentru a reduce costul AK cât mai mult posibil, vom limita deplasarea sa totală - 25 mii tone, ceea ce corespunde dimensiunii UDC - 220 * 33 m. evaluați ceea ce este mai profitabil: păstrați această dimensiune sau înlocuiți-o cu o mai convenabilă pentru AK - 240 * 28 m. Trambulina de pe arc trebuie să fie prezentă. Să presupunem că aleg 240 * 28 m.
2.3 Selectarea tipului de sistem de apărare antiaeriană
O versiune tipică, când doar un sistem de apărare aeriană cu rază scurtă de acțiune (MD) sunt instalate pe un portavion, este de puțin folos pentru Rusia. Nu avem propriile noastre distrugătoare URO, nici fregatele amiralului Gorshkov nu sunt aglomerate și nu rezolvă problema apărării antirachetă. Prin urmare, va trebui să instalați un sistem complet de apărare aeriană cu rază lungă de acțiune pe AK. Propunerea pentru apariția complexului radar (RLC) al unui astfel de sistem de apărare aeriană este dată în articolul precedent, unde se arată că radarul de apărare antirachetă ar trebui să aibă 4 matrice de antene cu fază activă (AFAR) cu o suprafață de 70-100 de metri pătrați. În plus, antenele unui radar multifuncțional (MF), un complex electronic de contramăsuri (KREP) și recunoașterea stării ar trebui plasate pe suprastructură. Nu va fi posibil să găsiți astfel de zone pe suprastructura situată pe lateral, ca pe UDC.
2.4 Proiectarea suprastructurii
Se propune luarea în considerare a unei opțiuni cu amplasarea suprastructurii pe întreaga lățime a punții și plasarea acesteia cât mai aproape posibil de prova navei. Partea inferioară a suprastructurii, înaltă de 7 m, este goală. Mai mult, părțile din față și din spate ale compartimentului gol sunt închise de aripile porții. În timpul decolării și aterizării, ușile se deschid și sunt instalate de-a lungul laturilor navei cu o ușoară expansiune de aproximativ 5 °.
Această expansiune formează semnalul de intrare în cazul în care dacă UAV-ul în timpul aterizării este puternic deplasat în raport cu mijlocul pistei spre lateral, atunci semnalul evită aripa să lovească direct peretele suprastructurii. De asemenea, în caz de accident, duze ale sistemului de stingere a incendiilor sunt instalate în tavanul părții goale a suprastructurii. Ca urmare, lățimea pistei este limitată doar de lățimea părții inferioare a suprastructurii și este egală cu 26 m, ceea ce face posibilă plantarea UAV-urilor cu o anvergură a aripilor de până la 18-19 m și o înălțime a chilei de până la 4 m., care este în permanență pregătit și, eventual, cu motoare calde.
Înălțimea suprastructurii de deasupra punții trebuie să fie de cel puțin 16 m. Dispunerea antenelor pe marginile laterale ale suprastructurii este prezentată în Fig. 1 din articolul anterior. Pe fețele din față și din spate ale suprastructurii, radarul de apărare antirachetă AFAR nu poate fi amplasat în același mod ca și pe cele laterale, deoarece aceste AFAR sunt situate deasupra porților, iar înălțimea totală a suprastructurii pentru a le acomoda nu este suficientă. Trebuie să întoarcem aceste AFAR la 90 °, adică să așezăm partea lungă a AFAR pe orizontală și partea scurtă pe verticală.
În perioada amenințată, încă 3 perechi de UAV IS cu 4 rachete cu rază medie (SD) R-77-1 sau 12 rachete cu rază scurtă de acțiune (MD) descrise în secțiunea 5 ar trebui să fie amplasate la pupa punții. lungimea pistei disponibile va scădea la 200 m.
3. Conceptul de UAV-uri utilizate
Deoarece se presupune că bătăliile aeriene vor fi mai degrabă o excepție, UAV-urile IS ar trebui să fie subsonice. De asemenea, este benefic pentru un portavion mic să aibă UAV-uri mici. Apoi sunt mai ușor de transportat în hangar, necesită o pistă mai scurtă, iar grosimea necesară a punții este redusă. Să limităm greutatea maximă la decolare a unui UAV IS la 4 tone. Atunci aripa poate conține până la 40 UAV. Să presupunem că sarcina maximă de luptă a unui astfel de UAV va fi de 800-900 kg și, din cauza șasiului redus, o rachetă de o astfel de masă nu poate fi suspendată sub fuzelaj. Prin urmare, sarcina maximă ar trebui să fie formată din două rachete de 450 kg. În plus, nu este posibil să se mărească greutatea la decolare a UAV-ului, altfel dimensiunea AK va trebui mărită și se va transforma într-un portavion obișnuit.
Rachetele aer-suprafață (VP) cu o greutate mai mică de 450 kg au, de regulă, o rază de lansare redusă și nu le permit să fie folosite din zone care depășesc domeniul de tragere al sistemelor SD SAM chiar. Dintre rachetele V-V, doar racheta SD SD R-77-1 cu o rază de lansare de 110 km va putea fi utilizată. Având în vedere că lansatorul american de rachete AMRAAM are o rază de lansare de 150 km, va fi problematic să câștigi o bătălie aeriană pe distanțe lungi. UR BD R-37 nu este, de asemenea, potrivit pentru greutatea de 600 kg. În consecință, dezvoltarea de arme alternative va fi necesară, de exemplu, bombele cu glisare (PB) și rachetele glisante (GL), discutate în secțiunea 5.
Masa mică a unui UAV IS nu îi va permite să aibă întregul echipament situat pe un IS echipat. Va trebui fie să dezvoltăm opțiuni combinate, de exemplu, radar și contramăsuri electronice (KREP), fie să combinăm UAV-uri în perechi: pe un radar, iar pe de altă parte o varietate de optică și inteligență electronică.
Dacă unui UAV i se atribuie sarcina de a efectua lupte aeriene strânse, atunci UAV-ul trebuie să aibă o supraîncărcare care depășește în mod clar capacitățile unui IS cu echipaj, de exemplu, 15 g. Va fi necesară, de asemenea, o linie de comunicare cu zgomot complet, cu operatorul. Drept urmare, sarcina de luptă va scădea și mai mult. Este mai ușor să te limitezi la lupte la distanță și 5 g supraîncărcare.
În conflictele regionale, este adesea necesară lovirea unor ținte nesemnificative, al căror cost este atât de mic încât utilizarea rachetelor de înaltă precizie se dovedește a fi nejustificată - și prea costisitoare, iar masa rachetei este prea mare. Utilizarea muniției glisante face posibilă reducerea atât a greutății, cât și a prețului, iar gama de lansare crește. Rezultă că altitudinea zborului ar trebui să fie cât mai mare posibil.
Suportul informațional al AK este oferit de cel de-al doilea tip de UAV - detectarea radarului cu rază timpurie (AWACS). Trebuie să aibă o durată lungă de funcționare - 6-8 ore, pentru care vom presupune că masa sa va trebui mărită la 5 tone. are o masă de 23 de tone.
Următorul articol va fi dedicat subiectului UAV AWACS. Aici observăm doar că diferența dintre AWACS propuse și cele existente este că antenele radar ocupă majoritatea laturilor UAV, pentru care se află un tip special de UAV cu aripă în formă de V superioară care nu ascunde AFAR lateral dezvoltat.
4. Apariția IBV UAV
American UAV Global Hawk folosește un motor de pe un avion de pasageri, a cărui parte rece este modificată pentru a funcționa într-o atmosferă rarefiată. Drept urmare, s-a atins o altitudine de zbor de 20 km cu o masă de 14 tone, o aripă de 35 m și o viteză de 630 km / h.
Pentru un UAV IB, anvergura aripilor nu trebuie să depășească 12-14 m. Lungimea fuselajului este de aproximativ 8 m. Apoi, altitudinea zborului, în funcție de sarcina de luptă și disponibilitatea combustibilului, va trebui redusă la 16- 18 km, iar viteza de croazieră ar trebui mărită la 850-900 km / h …
Raportul forță-greutate al UAV trebuie să fie suficient pentru a obține o rată de urcare de cel puțin 60 m / s. Durata zborului este de cel puțin 2,5-3 ore.
4.1 Caracteristicile radarului IS
Pentru lupta aeriană cu rază lungă de acțiune, radarul are două AFAR - un nas și o coadă. Dimensiunile exacte ale fuselajului urmează să fie determinate în viitor, dar acum presupunem că diametrele radarului AFAR sunt egale cu 70 cm.
Sarcina principală a radarului este de a detecta diferite ținte, pentru care se folosește AFAR-ul principal din domeniul 5, 5 cm. În plus, este necesară suprimarea radarului de apărare antiaeriană inamic. Este foarte dificil să plasăm un KREP cu putere suficientă pe un UAV mic, prin urmare, în loc de KREP, vom folosi același radar. Pentru a face acest lucru, este necesar să se asigure o lungime de undă AFAR mai largă decât cea a radarului suprimat. În majoritatea cazurilor, acest lucru reușește. De exemplu, sistemul de apărare aeriană Patriot radar funcționează în intervalul de 5, 2-5, 8 cm, care se suprapune cu AFAR-ul principal. Pentru a suprima radarul IS inamic și radarul de ghidare Aegis, va trebui să aveți o rază AFAR de 3-3, 75 cm. Prin urmare, înainte de a zbura într-o misiune specifică, este necesar să echipați radarele AFAR în intervalele necesare. Puteți chiar să instalați gama AFAR a nasului de 5, 5 cm și coada - 3 cm. Restul unităților radar rămân universale. Potențialul energetic al radarului este cel puțin un ordin de mărime mai mare decât potențialul oricărui KREP. În consecință, IS utilizat ca un jammer poate acoperi un grup care operează din zone sigure. Pentru a suprima radarul Aegis MF, va fi necesar un AFAR de 9-10 cm.
4.2 Proiectarea și caracteristicile radarului
Radarul AFAR conține 416 module transceiver (TPM), care sunt combinate în clustere (matrice pătrate 4 * 4 PPM. Dimensiunea matricei 11 * 11 cm.). În total, AFAR conține 26 de clustere. Fiecare PPM constă dintr-un transmițător de 25 W și un pre-receptor. Semnalele de la ieșirile tuturor celor 16 receptoare sunt însumate și în cele din urmă amplificate în canalul de recepție, a cărui ieșire este conectată la un convertor analog-digital. ADC eșantionează instantaneu semnalul de 200 MHz. După convertirea semnalului în formă digitală, acesta intră în procesorul de semnal, unde este filtrat din interferențe și ia o decizie cu privire la detectarea țintei sau absența acestuia.
Masa fiecărui APAR este de 24 kg. AFAR necesită răcirea lichidului. Frigiderul cântărește încă 7 kg etc. Greutatea totală a unui radar aerian cu două AFAR este estimată la 100 kg. Consum de energie - 5 kW.
Suprafața mică a AFAR nu permite obținerea caracteristicilor unui radar aerian egal cu cel al unui radar tipic de securitate a informațiilor. De exemplu, domeniul de detectare al unui IS cu o suprafață reflectantă eficientă (EOC) este de 3 mp. într-o zonă tipică de căutare 60 ° * 10 ° este egal cu 120 km. Eroarea de urmărire unghiulară este de 0,25 °.
Cu astfel de indicatori, este dificil să te bazezi pe câștigarea unei lupte aeriene pe distanțe lungi.
4.3 Mod de creștere a gamei de radar
Ca ieșire, puteți sugera utilizarea acțiunilor de grup. Pentru aceasta, UAV-urile trebuie să aibă o linie de comunicație de mare viteză între ele. Pur și simplu, o astfel de linie poate fi implementată dacă un grup de radare este plasat pe suprafețele laterale ale UAV. Apoi, viteza de transmisie poate atinge 300 Mbit / s la o distanță de până la 20 km.
Luați în considerare un exemplu când 4 UAV-uri IS au zburat într-o misiune. Dacă toate cele 4 radare scanează sincron spațiul, atunci puterea care iradează ținta semnalului va crește de 4 ori. Dacă toate radarele emit impulsuri strict la aceeași frecvență, atunci putem presupune că un radar cu putere cvadruplă funcționa. Semnalul primit de fiecare radar va fi, de asemenea, de patru ori. Dacă toate semnalele primite sunt trimise la bordul UAV-ului principal al grupului și însumate acolo, atunci puterea va crește de 4 ori mai mult. În consecință, cu funcționarea ideală a echipamentului, puterea semnalului primită de cele patru radare radar va fi de 16 ori mai mare decât cea a unui singur radar. În echipamentele reale, vor exista întotdeauna pierderi de sumă, în funcție de calitatea echipamentului. Datele specifice nu pot fi citate, deoarece nu se știe nimic despre astfel de lucrări, dar o estimare a factorului de pierdere la jumătate este destul de plauzibilă. Apoi creșterea puterii va avea loc de 8 ori, iar domeniul de detecție va crește de 1, 65 de ori. În consecință, intervalul de detectare IS va crește la 200 km, ceea ce depășește raza de lansare a lansatorului de rachete AMRAAM și va permite lupta aeriană.
5. Muniție cu alunecare ghidată
Luați în considerare numai bombele planătoare și rachetele (PB și PR).
PBU-39 a fost inițial destinat lovirii țintelor staționare și a fost ghidat de semnale GPS sau inerțiale. Costul PB a fost moderat - 40 mii dolari.
Aparent, ulterior s-a dovedit că carcasa PB cu un diametru de 20 cm nu este capabilă să protejeze receptorul GPS de interferențele emise de CREP-urile de la sol. Apoi, îndrumarea a început să fie îmbunătățită. Ultima modificare are deja un căutător activ. Eroarea vizată a scăzut la 1 m, dar prețul PB a crescut la 200 mii USD, ceea ce nu este foarte potrivit pentru războaiele regionale.
5.1 Propunere pentru apariția PB
Puteți propune să renunțați la ghidarea GLONASS și să treceți la ghidarea comenzii PB. Acest lucru este posibil dacă ținta poate fi detectată de radar pe fundalul reflexiilor de la obiectele înconjurătoare, adică este vorba de contrast radio. Pentru a viza PB, trebuie instalate următoarele:
• sistem de navigație inerțială, care permite menținerea mișcării în linie dreaptă a PB timp de cel puțin 10 s;
• altimetru cu altitudine mică (sub 300 m);
• un robot telefonic, care retransmite semnalul de interogare al radarului de la bord.
Să presupunem că radarul poate detecta o țintă la sol într-unul din cele trei moduri:
• ținta este atât de mare încât poate fi detectată pe fundalul reflecțiilor de la suprafață în modul fascicul fizic, adică atunci când IS zboară direct către ea;
• ținta este mică și poate fi detectată numai în modul fascicul sintetizat, adică la observarea țintei din lateral timp de câteva secunde;
• ținta este mică, dar se deplasează cu o viteză mai mare de 10-15 km / h și se poate distinge pe această bază.
Acuratețea ghidării depinde de faptul dacă unul sau o pereche de IS conduc ghidarea. Un singur radar poate măsura cu precizie intervalul până la PB cu o eroare de 1-2 m, dar azimutul este măsurat cu o eroare mare - cu o singură măsurare de 0,25 °. Dacă observați PB 1-3 s, atunci eroarea laterală poate fi redusă la 0, 0005-0, 001 de la valoarea intervalului la PB. Apoi, la o distanță de aproximativ 100 km, eroarea laterală va fi egală cu 50-100 m, ceea ce este potrivit doar pentru a trage la ținte din zonă.
Să presupunem că există o pereche de unități de securitate a informațiilor la distanță de 10-20 km. Coordonatele reciproce ale IS sunt cunoscute cu ajutorul GLONASS destul de precis. Apoi, măsurând distanțele de la PB la IS și construind un triunghi, puteți reduce eroarea la 10 m.
În cazurile în care este necesară o precizie mai mare a ghidării, va fi necesară utilizarea unui căutător, de exemplu, unul de televiziune, capabil să detecteze o țintă de la o distanță mai mare de 1 km. Este posibil să se ia în considerare opțiunea de a transmite o imagine TV operatorului de pe navă.
5.2 Utilizarea rachetelor glisante
Tactica aleasă pentru desfășurarea bătălilor aeriene stabilește că, în cazul detectării atacului IS al unui inamic, este necesar să trageți asupra lui la distanțe lungi și, întorcându-vă imediat, să plecați în direcția AK. Rachetele BD R-37 sunt complet nepotrivite datorită greutății de 600 kg, iar UR SD R-77-1 sunt parțial adecvate. De asemenea, masa lor nu este mică - 190 kg, iar gama de lansare este prea mică - 110 km. Prin urmare, vom lua în considerare posibilitatea utilizării PR.
Să presupunem că UAV se află la o altitudine de 17 km. Lasă-l să fie atacat de un IS care zboară la 500 m / s de croazieră supersonică (1800 km / h) la o altitudine de 15 km. Să presupunem că IS atacă UAV-ul la un unghi de 60 °. Apoi, UAV va trebui să vireze 120 ° pentru a evita IS. La o viteză de zbor de 250 m / s și o suprasarcină de 4 g, o rotație va dura 12 secunde. Pentru claritate, să setăm masa PR de 60 kg, ceea ce va permite UAV-ului să aibă o sarcină de muniție de 12 PR.
Luați în considerare tactica războiului. Lăsați IS să atace UAV-ul în varianta cea mai nefavorabilă pentru UAV - la centrul de control extern. Apoi, IS înainte de lansarea UR nu pornește radarul și poate fi detectat doar de radarul propriu al UAV. Chiar dacă folosim scanarea de grup de către patru radare de bord ale grupului, atunci domeniul de detecție va fi suficient doar pentru securitatea informațiilor convenționale - 200 km. Pentru F-35, autonomia va scădea la 90 km. Ajutorul poate fi oferit de un radar de apărare antirachetă AK capabil să detecteze un F-35 care zboară la o altitudine de 15 km la o distanță de 500 km.
Decizia privind necesitatea retragerii UAV se ia atunci când distanța până la IS este redusă la 120-150 km. Având în vedere că bătălia are loc la altitudini mai mari de 15 km, atunci aproape nu există nori. Apoi, UAV, folosind camere TV sau IR, poate înregistra că IS a lansat UR. Dacă IS se află în zona de vizibilitate a radarului de apărare antirachetă, atunci lansarea sistemului de apărare antirachetă poate fi detectată și de acest radar.
Dacă IS continuă să se apropie de UAV fără a lansa UR, atunci UAV resetează prima pereche de PR. În momentul coborârii către PR, aripa purtătoare se deschide și începe să alunece într-o direcție dată. În acest moment, UAV continuă să se întoarcă și, atunci când PR se află în zona de acțiune a cozii AFAR, captează PR pentru urmărire. O PERE de PR-uri continuă să planifice, împrăștiind până la 10 km pentru a lua IB în căpușe. Când distanța de la PR la IS este redusă la 30-40 km, operatorul emite o comandă pentru pornirea motoarelor PR, care va accelera la 3-3,5 M. deoarece energia PR este suficientă pentru a compensa pierderea de înălțime. Trebuie instalat un transponder pe PR, care ajută la direcționarea PR cu o precizie ridicată. Căutarea radar pe PR nu este necesară - este suficient să aveți un căutător simplu IR sau TV.
Dacă IS-ul aflat în proces de urmărire a reușit să se apropie de UAV la o distanță de aproximativ 50 km, atunci poate lansa lansatorul de rachete. În acest caz, PR sunt utilizate în modul de apărare antirachetă. PR este descărcat în mod obișnuit, dar după deschiderea aripii, PR face o cotitură spre UR și apoi pornește motorul. Deoarece interceptarea are loc pe un curs de coliziune, nu este necesar un câmp vizual larg de la căutătorul optic.
NOTĂ: pentru a discuta despre tactica utilizării AK, este necesar mai întâi să se ia în considerare metodele de obținere a centrului de control. Dar problemele legate de construirea principalului informator - un UAV AWACS, care funcționează în teatrele marine, vor fi luate în considerare în articolul următor.
6. Concluzii
• AK propus va costa de câteva ori mai ieftin decât portavionul Storm;
• în ceea ce privește criteriul rentabilității, AK va depăși semnificativ Kuznețov;
• un sistem puternic de apărare aeriană va oferi apărare antirachetă și apărare aeriană, iar UAV-urile vor asigura detectarea constantă a submarinelor inamice;
• muniția planatoare este mult mai ieftină decât lansatoarele tipice de rachete și va permite o acoperire aeriană pe termen lung în conflictele regionale;
• AK este optim pentru susținerea operațiilor amfibii;
• bazat pe AK UAV AWACS poate fi utilizat pentru centrul de control de către alte KUG-am;
• dezvoltat de AK, UAV, PB și PR poate fi exportat cu succes.
