1. Introducción
En el tercer artículo de la serie, se fundamentó el punto de vista según el cual nuestro portaaviones, el almirante Kuznetsov, ya está tan desactualizado que en lugar de repararlo, es mejor construir algún barco más nuevo. Al colocar dos UDC pr.23900 Ivan Rogov, se anunció que el costo del pedido para cada uno de ellos sería de 50 mil millones de rublos, que es menor que el costo de reparación de Kuznetsov. Además, suponga que si pide un crucero de transporte de aviones (AK) basado en el casco UDC, entonces el casco AK no costará más que el casco UDC.
En los últimos 15 años presentamos periódicamente proyectos del portaaviones Storm, que en masa y dimensiones se acerca al estadounidense Nimitz. El costo estimado de $ 10 mil millones de The Storm mata toda la idea. De hecho, además del Storm, es necesario construir para él un AUG, un avión de alerta temprana Yak-44 (AWACS) y un complejo de entrenamiento para pilotos de alas aéreas. El presupuesto de nuestra flota con fondos insuficientes, obviamente, no podrá cubrir tales gastos.
2. Parámetros básicos del concepto AK
El autor no es un experto en construcción naval o aeronáutica. Las características técnicas dadas en el artículo son aproximadas y se obtienen por comparación con muestras conocidas. Si los especialistas quieren corregirlos, esto aumentará significativamente la calidad de la propuesta, y el Ministerio de Defensa no puede ignorarlo.
2.1 Las principales tareas del AK
• apoyo aéreo para operaciones terrestres, incluido el asalto anfibio en teatros remotos. Profundidad de operaciones hasta 500-600 km del AK;
• infligir ataques aéreos en el KUG del enemigo;
• reconocimiento de la situación en el mar en un radio de hasta 1000 km;
• buscar submarinos utilizando vehículos aéreos no tripulados (UAV) con un magnetómetro a distancias de hasta 100 km frente al AK.
Las limitaciones del alcance de las tareas son que el AK no debe atacar a AUG-s, y al atacar el territorio del enemigo, los UAV del ala aérea no deben acercarse a los aeródromos en los que se basan los cazabombarderos (IB), en una distancia de menos de 300 km. En el caso de que un grupo de vehículos aéreos no tripulados sufra un ataque inesperado por parte del IS del enemigo, los vehículos aéreos no tripulados solo deben llevar a cabo un combate aéreo de largo alcance con él, mientras se mueven simultáneamente hacia el AK.
2.2 Peso y dimensiones
Para reducir el costo del AK tanto como sea posible, limitaremos su desplazamiento completo: 25 mil toneladas, que corresponde al tamaño del UDC: 220 * 33 m. evalúe qué es más rentable: mantenga este tamaño o sustitúyalo por uno más conveniente para AK - 240 * 28 m El trampolín en la proa debe estar presente. Supongamos que eligen 240 * 28 m.
2.3 Selección del tipo de sistema de defensa aérea
Una versión típica, cuando solo se instalan sistemas de defensa aérea (MD) de corto alcance en un portaaviones, es de poca utilidad para Rusia. No tenemos nuestros propios destructores URO, las fragatas Almirante Gorshkov tampoco están abarrotadas y no resuelven el problema de la defensa antimisiles. Por lo tanto, tendrá que instalar un sistema de defensa aérea de largo alcance completo en el AK. La propuesta para la aparición del complejo de radar (RLC) de dicho sistema de defensa aérea se da en el artículo anterior, donde se muestra que el radar de defensa antimisiles debe tener 4 conjuntos de antenas en fase activa (AFAR) con un área de 70-100 metros cuadrados. Además, las antenas de un radar multifuncional (MF), un complejo de contramedidas electrónicas (KREP) y reconocimiento de estado deben colocarse en la superestructura. No será posible encontrar tales áreas en la superestructura ubicada en el lateral, como en el UDC.
2.4 Diseño de superestructura
Se propone considerar una opción con la colocación de la superestructura en todo el ancho de la cubierta y colocarla lo más cerca posible de la proa del barco. La parte inferior de la superestructura, de 7 m de altura, está vacía. Además, las partes delantera y trasera del compartimento vacío están cerradas por las hojas de la puerta. Durante el despegue y el aterrizaje, las puertas se abren y se instalan a lo largo de los costados del barco con una ligera expansión de unos 5 °.
Esta expansión forma el destello de entrada en el caso de que si el UAV durante el aterrizaje se desplaza fuertemente en relación con el centro de la pista hacia un lado, entonces el destello evitará que el ala golpee directamente la pared de la superestructura. Además, en caso de accidente, las boquillas del sistema de extinción de incendios se instalan en el techo de la parte vacía de la superestructura. Como resultado, el ancho de la pista está limitado solo por el ancho de la parte inferior de la superestructura y es igual a 26 m, lo que permite plantar UAV con una envergadura de hasta 18-19 my una altura de quilla. de hasta 4 m., que está en constante disponibilidad y, posiblemente, con motores calientes.
La altura de la superestructura sobre la cubierta debe ser de al menos 16 m La disposición de las antenas en los bordes laterales de la superestructura se muestra en la Fig. 1 en el artículo anterior. En las caras delantera y trasera de la superestructura, el radar de defensa antimisiles AFAR no se puede ubicar de la misma manera que en los laterales, ya que estos AFAR están ubicados sobre las puertas, y la altura total de la superestructura para acomodarlos no es suficiente.. Tenemos que girar estos AFAR 90 °, es decir, colocar el lado largo del AFAR en horizontal y el lado corto en vertical.
Durante el período de amenaza, 3 pares más de UAV IS con 4 misiles de mediano alcance (SD) R-77-1 o 12 misiles de corto alcance (MD) descritos en la sección 5 deben ubicarse en la popa de la cubierta. la longitud de pista disponible se reducirá a 200 m.
3. El concepto de UAV utilizado
Dado que se supone que las batallas aéreas serán más bien una excepción, los UAV de IS deberían ser subsónicos. También es beneficioso para un portaaviones pequeño tener UAV pequeños. Entonces son más fáciles de transportar en el hangar, requieren una pista más corta y se reduce el espesor de cubierta requerido. Limitemos el peso máximo de despegue de un UAV IS a 4 toneladas, entonces el ala puede contener hasta 40 UAV. Supongamos que la carga máxima de combate de dicho UAV será de 800-900 kg, y debido al chasis bajo, un misil de tal masa no puede suspenderse debajo del fuselaje. Por tanto, la carga máxima debería consistir en dos cohetes de 450 kg. Además, no es posible aumentar el peso de despegue del UAV, de lo contrario, será necesario aumentar el tamaño del AK y se convertirá en un portaaviones ordinario.
Los misiles aire-superficie (VP) que pesan menos de 450 kg tienen, por regla general, un rango de lanzamiento bajo y no permiten su uso desde rangos que excedan el rango de disparo de incluso los sistemas SD SAM. De los misiles V-V, solo se podrá utilizar el misil SD SD R-77-1 con un alcance de lanzamiento de 110 km. Teniendo en cuenta que el lanzador de misiles estadounidense AMRAAM tiene un alcance de lanzamiento de 150 km, será problemático ganar una batalla aérea de largo alcance. UR BD R-37 tampoco es adecuado debido al peso de 600 kg. En consecuencia, se requerirá el desarrollo de armas alternativas, por ejemplo, bombas de planeo (PB) y misiles de planeo (GL), discutidos en la Sección 5.
La pequeña masa de un UAV IS no le permitirá tener todo el equipo ubicado en un IS tripulado. Tendremos que desarrollar opciones combinadas, por ejemplo, radar y contramedidas electrónicas (KREP), o combinar UAV en pares: en un radar y en el otro una variedad de óptica e inteligencia electrónica.
Si a un UAV se le asigna la tarea de realizar un combate aéreo cercano, entonces el UAV debe tener una sobrecarga que exceda claramente las capacidades de un IS tripulado, por ejemplo, 15 g. También se requerirá una línea de comunicación inmune al ruido de todos los aspectos con el operador. Como resultado, la carga de combate se reducirá aún más. Es más fácil limitarse al combate a distancia y a una sobrecarga de 5 g.
En los conflictos regionales, a menudo es necesario atacar objetivos insignificantes, cuyo costo es tan bajo que el uso de misiles de alta precisión resulta injustificado, y demasiado costoso, y la masa del misil es demasiado grande. El uso de munición deslizante permite reducir tanto el peso como el precio, y aumenta el rango de lanzamiento. De ello se deduce que la altitud de vuelo debe ser lo más alta posible.
El soporte de información del AK lo proporciona el segundo tipo de UAV: detección de radar de alcance temprano (AWACS). Debe tener un tiempo de servicio prolongado, de 6 a 8 horas, por lo que asumiremos que su masa tendrá que aumentarse a 5 toneladas. A pesar de su pequeña masa, el UAV AWACS debe proporcionar aproximadamente las mismas características que el Hawkeye AWACS, que tiene una masa de 23 toneladas.
El próximo artículo estará dedicado al tema de UAV AWACS. Aquí solo observamos que la diferencia entre el AWACS propuesto y los existentes es que las antenas de radar ocupan la mayor parte de los lados del UAV, para lo cual se está utilizando un tipo especial de UAV con un ala superior en forma de V que no oscurece el AFAR lateral. desarrollado.
4. La aparición del UAV IB
El UAV Global Hawk estadounidense utiliza un motor de un avión de pasajeros, cuya parte fría está modificada para funcionar en una atmósfera enrarecida. Como resultado, se logró una altitud de vuelo de 20 km con una masa de 14 toneladas, una envergadura de 35 my una velocidad de 630 km / h.
Para un UAV IB, la envergadura no debe ser superior a 12-14 m. La longitud del fuselaje es de aproximadamente 8 m. Luego, la altitud de vuelo, dependiendo de la carga de combate y la disponibilidad de combustible, deberá reducirse a 16- 18 km, y la velocidad de crucero debe aumentarse a 850-900 km / h …
La relación empuje-peso del UAV debe ser suficiente para obtener una velocidad de ascenso de al menos 60 m / s. La duración del vuelo es de al menos 2,5-3 horas.
4.1 Características del radar IS
Para el combate aéreo de largo alcance, el radar tiene dos AFAR: un morro y una cola. Las dimensiones exactas del fuselaje se determinarán en el futuro, pero ahora asumimos que los diámetros del radar AFAR son iguales a 70 cm.
La tarea principal del radar es detectar varios objetivos, para lo cual se usa el AFAR principal del rango de 5, 5 cm. Además, se requiere para suprimir el radar de defensa aérea enemigo. Es muy difícil colocar un KREP de suficiente potencia en un UAV pequeño, por lo tanto, en lugar de KREP, usaremos el mismo radar. Para hacer esto, es necesario proporcionar un rango de longitud de onda AFAR más amplio que el del radar suprimido. En la mayoría de los casos, esto tiene éxito. Por ejemplo, el radar del sistema de defensa aérea Patriot opera en el rango de 5, 2-5, 8 cm, que se superpone con el AFAR principal. Para suprimir el radar IS enemigo y el radar de guía Aegis, necesitará tener un alcance AFAR de 3-3,75 cm. Por lo tanto, antes de volar en una misión específica, es necesario equipar los radares AFAR de los rangos requeridos. Incluso puede instalar la nariz AFAR rango de 5, 5 cm, y la cola - 3 cm. El resto de las unidades de radar siguen siendo universales. El potencial energético del radar es al menos un orden de magnitud mayor que el potencial de cualquier KREP. En consecuencia, el IS utilizado como inhibidor puede cubrir a un grupo que opera desde áreas seguras. Para suprimir el radar Aegis MF, se requerirá un AFAR del rango de 9-10 cm.
4.2 Diseño y características del radar
El radar AFAR contiene 416 módulos transceptores (TPM), que se combinan en grupos (matrices cuadradas 4 * 4 PPM. Tamaño de matriz 11 * 11 cm.). En total, AFAR contiene 26 grupos. Cada PPM consta de un transmisor de 25 W y un receptor previo. Las señales de las salidas de los 16 receptores se resumen y finalmente se amplifican en el canal de recepción, cuya salida está conectada a un convertidor de analógico a digital. El ADC muestrea instantáneamente la señal de 200 MHz. Después de convertir la señal en forma digital, ingresa al procesador de señales, donde se filtra la interferencia y toma una decisión sobre la detección del objetivo o su ausencia.
La masa de cada APAR es de 24 kg. AFAR requiere refrigeración líquida. El frigorífico pesa otros 7 kg, etc. El peso total de un radar aerotransportado con dos AFAR se estima en 100 kg. Consumo de energía - 5 kW.
La pequeña superficie del AFAR no permite obtener las características de un radar aerotransportado iguales a las de un típico radar de seguridad de la información. Por ejemplo, el rango de detección de un IS con una superficie reflectante efectiva (EOC) es de 3 metros cuadrados. en un área de búsqueda típica, 60 ° * 10 ° es igual a 120 km. El error de seguimiento angular es de 0,25 °.
Con tales indicadores, es difícil contar con ganar un combate aéreo de largo alcance.
4.3 Manera de aumentar el alcance del radar
Como salida, puede sugerir el uso de acciones grupales. Para ello, los UAV deben tener una línea de comunicación de alta velocidad entre ellos. En pocas palabras, dicha línea se puede implementar si se coloca un grupo de radares en las superficies laterales del UAV. Entonces, la velocidad de transmisión puede alcanzar los 300 Mbit / sa una distancia de hasta 20 km.
Considere un ejemplo cuando 4 UAV IS volaron en una misión. Si los 4 radares escanean sincrónicamente el espacio, entonces la potencia que irradia el objetivo de la señal aumentará 4 veces. Si todos los radares emiten pulsos estrictamente a la misma frecuencia, entonces podemos suponer que estaba funcionando un radar con cuádruple potencia. La señal recibida por cada radar también se cuadriplicará. Si todas las señales recibidas se envían a bordo del UAV líder del grupo y se resumen allí, la potencia aumentará 4 veces más. En consecuencia, con un funcionamiento ideal del equipo, la potencia de la señal recibida por los cuatro radares de radar será 16 veces mayor que la de un solo radar. En equipos reales, siempre habrá pérdidas de suma, dependiendo de la calidad del equipo. No se pueden citar datos específicos, ya que no se sabe nada sobre tales obras, pero una estimación del factor de pérdida a la mitad es bastante plausible. Entonces, el aumento de potencia ocurrirá 8 veces y el rango de detección aumentará en 1, 65 veces. En consecuencia, el rango de detección de IS aumentará a 200 km, lo que excede el rango de lanzamiento del lanzador de misiles AMRAAM y permitirá el combate aéreo.
5. Munición para deslizamiento guiado
Considere solo bombas deslizantes y misiles (PB y PR).
El PBU-39 fue diseñado originalmente para atacar objetivos estacionarios y fue guiado por señales de GPS o inerciales. El costo del PB fue moderado: $ 40 mil.
Aparentemente, más tarde resultó que la carcasa de PB con un diámetro de 20 cm no es capaz de proteger al receptor GPS de la interferencia emitida por CREP terrestres. Luego, la orientación comenzó a mejorarse. La última modificación ya tiene un buscador activo. El error de puntería disminuyó a 1 m, pero el precio del PB aumentó a $ 200 mil, lo que no es muy adecuado para guerras regionales.
5.1 Propuesta de aparición del PB
Puede proponer abandonar la guía GLONASS y cambiar a la guía de comando PB. Esto es posible si el radar puede detectar el objetivo en el contexto de los reflejos de los objetos circundantes, es decir, si se trata de un contraste de radio. Para apuntar al PB, se debe instalar lo siguiente:
• sistema de navegación inercial, que permite mantener el movimiento en línea recta del PB durante al menos 10 s;
• altímetro de baja altitud (menos de 300 m);
• un contestador automático por radio, que retransmite la señal de interrogación del radar de a bordo.
Supongamos que el radar puede detectar un objetivo terrestre en uno de tres modos:
• el objetivo es tan grande que puede detectarse contra el fondo de los reflejos de la superficie en el modo de haz físico, es decir, cuando el IS está volando directamente hacia él;
• el objetivo es pequeño y solo se puede detectar en el modo de haz sintetizado, es decir, cuando se observa el objetivo desde un lado durante varios segundos;
• el objetivo es pequeño, pero se mueve a una velocidad de más de 10-15 km / hy se puede distinguir sobre esta base.
La precisión de la guía depende de si uno o dos SI conducen la guía. Un solo radar puede medir con precisión el alcance del PB con un error de 1-2 m, pero el acimut se mide con un gran error, con una sola medición de 0,25 °. Si observa PB 1-3 s, entonces el error lateral se puede reducir a 0, 0005-0, 001 desde el valor del rango al PB. Luego, a una distancia de aproximadamente 100 km, el error lateral será igual a 50-100 m, que es adecuado solo para disparar a objetivos de área.
Supongamos que hay un par de unidades de seguridad de la información espaciadas entre 10 y 20 km. Las coordenadas mutuas del IS se conocen con la ayuda de GLONASS con bastante precisión. Luego, midiendo las distancias desde el PB a ambos IS y construyendo un triángulo, puede reducir el error a 10 m.
En los casos en que se requiera una mayor precisión de orientación, será necesario utilizar un buscador, por ejemplo, uno de televisión, capaz de detectar un objetivo desde una distancia de más de 1 km. Es posible considerar la opción de transmitir una imagen de televisión al operador en el barco.
5.2 Uso de misiles planeadores
La táctica elegida para llevar a cabo batallas aéreas establece que en caso de detección de un ataque del EI enemigo, es necesario dispararle a largas distancias y, inmediatamente, dar la vuelta, salir en dirección al AK. Los misiles BD R-37 son completamente inadecuados debido al peso de 600 kg, y los UR SD R-77-1 son parcialmente adecuados. Su masa tampoco es pequeña: 190 kg, y el rango de lanzamiento es demasiado pequeño: 110 km. Por tanto, consideraremos la posibilidad de utilizar PR.
Suponga que el UAV está a una altitud de 17 km. Que sea atacado por un IS que vuela a una velocidad de crucero supersónica de 500 m / s (1800 km / h) a una altitud de 15 km. Supongamos que el IS ataca al UAV en un ángulo de 60 °. Entonces, el UAV deberá girar 120 ° para evitar IS. A una velocidad de vuelo de 250 m / sy una sobrecarga de 4 g, un giro durará 12 segundos. Para ser más precisos, establezcamos la masa PR de 60 kg, lo que permitirá que el UAV tenga una carga de munición de 12 PR.
Considere las tácticas de la guerra. Deje que el IS ataque al UAV en la variante más desfavorable para el UAV: en el centro de control externo. Entonces, el IS antes del lanzamiento del UR no enciende el radar, y solo puede ser detectado por el propio radar del UAV. Incluso si usamos escaneo grupal por cuatro radares integrados del grupo, entonces el rango de detección será suficiente solo para la seguridad de la información convencional: 200 km. Para el F-35, el alcance se reducirá a 90 km. La ayuda aquí puede ser proporcionada por un radar de defensa antimisiles AK capaz de detectar un F-35 volando a una altitud de 15 km a una distancia de 500 km.
La decisión sobre la necesidad de retirar el UAV se toma cuando la distancia al IS se reduce a 120-150 km. Teniendo en cuenta que la batalla tiene lugar a altitudes de más de 15 km, entonces casi no hay nubes. Luego, el UAV, usando cámaras de TV o IR, puede registrar que el IS ha lanzado el UR. Si el IS está en la zona de visibilidad del radar de defensa antimisiles, este radar también puede detectar el lanzamiento del sistema de defensa antimisiles.
Si el IS continúa acercándose al UAV sin lanzar el UR, entonces el UAV restablece el primer par de PR. En el momento de descender al PR, el ala del portaaviones se abre y comienza a planear en una dirección determinada. En este momento, el UAV continúa girando y, cuando el RP está en la zona de acción de la cola AFAR, captura el RP para su seguimiento. UN PAR de RP continúan planificando, esparciéndose hasta 10 km para tomar el IB en ticks. Cuando la distancia del PR al IS se reduce a 30-40 km, el operador emite un comando para arrancar los motores PR, que se acelerarán a 3-3,5 M. ya que la energía del PR es suficiente para compensar la pérdida. de altura. Se debe instalar un transpondedor en el PR, que ayuda a dirigir el PR con alta precisión. No se requiere buscador de radar en PR, es suficiente tener un buscador simple de IR o TV.
Si el IS en el proceso de persecución logró acercarse al UAV a una distancia de unos 50 km, entonces puede lanzar el lanzador de misiles. En este caso, las relaciones públicas se utilizan en el modo de defensa antimisiles. El PR se descarga de la forma habitual, pero después de abrir el ala, el PR gira hacia el UR y luego arranca el motor. Dado que la interceptación se produce en un curso de colisión, no se requiere un amplio campo de visión del buscador óptico.
NOTA: para discutir las tácticas de usar AK, primero es necesario considerar los métodos para obtener el centro de control. Pero los problemas de la construcción del informante principal: un UAV AWACS, que opera en los teatros marinos, se considerarán en el próximo artículo.
6. Conclusiones
• el AK propuesto costará varias veces más barato que el portaaviones Storm;
• en términos de criterio de rentabilidad, AK superará significativamente a Kuznetsov;
• un poderoso sistema de defensa aérea proporcionará defensa antimisiles y defensa aérea AUG, y los UAV garantizarán la detección constante de submarinos enemigos;
• la munición para deslizamiento es mucho más barata que los lanzadores de misiles típicos y permitirá una cobertura aérea a largo plazo en conflictos regionales;
• AK es óptimo para apoyar operaciones anfibias;
• basado en AK UAV AWACS puede ser utilizado como centro de control por otros KUG-am;
• desarrollado por AK, UAV, PB y PR se puede exportar con éxito.
