La curvatura de la superficie de la tierra y la irregularidad del terreno limitan en gran medida las capacidades de los sistemas de defensa aérea navales y terrestres para detectar y derrotar las armas de ataque aéreo de vuelo bajo (LAS). ¿Cómo se puede garantizar efectivamente la posibilidad de disparar un sistema de defensa aérea contra objetivos que vuelan a baja altura?
Sube más alto
Una de las opciones es colocar el radar en un dispositivo de elevación y mástil (PMU). Si colocamos el radar a una altitud de 15 metros, entonces el rango de visibilidad de una aeronave que se mueve a una altitud de 50 metros sobre la superficie será de 41 km. Un aumento en la altura de la PMU a 50 metros aumentará el rango de visibilidad teórico en solo 13 km (hasta 54 km), mientras que la complejidad y el volumen de dicho equipo crecerá en una medida mucho mayor.
¿Parecería que es bastante normal para un sistema de defensa aérea de corto alcance del tipo Pantsir-SM? Pero en la práctica, el desnivel del terreno, los bosques, los edificios y otros obstáculos naturales y artificiales reducirán este valor varias veces.
¿Cuál es la altura mínima para elevar el radar para garantizar la detección de objetivos en vuelo bajo?
La altura a la que es necesario elevar los medios de detección para compensar los desniveles del terreno puede variar en cada caso. En la mayoría de los casos, la diferencia de altura en el territorio llano de Rusia dentro de un rango de 100-200 km no supera los 100-200 metros. En las zonas montañosas, la diferencia puede ser significativamente mayor y es difícil indicar algún valor específico.
Convencionalmente, para un sistema de defensa aérea de corto alcance (hasta 40-50 km), puede tomar la altura requerida para compensar el desnivel del terreno de 100 metros, para un sistema de defensa aérea de alcance medio (hasta 50- 150 km), la altura necesaria para compensar el desnivel del terreno será de 200 metros.
Así, la altura mínima del radar, para la detección de objetivos en vuelo bajo, para los sistemas de defensa aérea de corto alcance será de unos 200 metros, para los sistemas de defensa aérea de medio alcance, de unos 700 metros. La altitud de la estación de radar para asegurar la operación sobre el horizonte del sistema de misiles de defensa aérea de largo alcance debe ser comparable a la altitud de vuelo de la aeronave AWACS, alrededor de 10,000 m, en este caso el terreno es de mucha menor importancia
Las alturas indicadas hacen imposible el uso de PMU, pero hay varias otras formas de "mirar más allá del horizonte".
Radar de aerostato
Uno de estos métodos es el uso de globos. El proyecto JLENS se está implementando en EE. UU. En el marco de este proyecto, está previsto desplegar equipos de reconocimiento óptico y radar en globos fijados en determinados puntos del país, y diseñados para detectar misiles de crucero en vuelo bajo. La altitud de los globos es de 3 a 4, 5 km, la masa de carga útil es de aproximadamente tres toneladas. El rango de detección de objetivos aéreos debería ser de unos 550 km, los objetivos terrestres de unos 225 km. Además de la detección, el globo JLENS debería proporcionar una designación de objetivo sobre el horizonte para misiles tierra-aire. Para mantener el globo en posición e intercambiar datos, se propone utilizar un cable que incluya cables de alimentación y cables de transmisión de datos de fibra óptica en una funda de carbono.
En el marco de la tarea que estamos considerando, este proyecto tiene varias desventajas: el globo no es muy conveniente para el movimiento constante por carretera, y, si es posible, debe estar atado a un punto determinado, lo que excluye la posibilidad de cambiar de posición con el móvil. sistemas de defensa aérea y es inaceptable. Además, el enorme tamaño del globo (más de 70 metros de longitud) puede impedir teóricamente su funcionamiento en condiciones de fuertes vientos racheados.
Por otro lado, el concepto en sí es bastante prometedor. Las estaciones de radar colocadas en globos pueden proteger objetos estacionarios del impacto de EHV de bajo vuelo, principalmente como minas para misiles balísticos intercontinentales (ICBM), bases submarinas, portadores de misiles balísticos, aeródromos de bombarderos estratégicos, plantas de energía nuclear y otros elementos críticos del país. fuerzas armadas e infraestructura …
Por lo tanto, a pesar del hecho de que los globos no son el medio óptimo para proporcionar a los sistemas de defensa aérea la posibilidad de alcanzar objetivos más allá del horizonte, pueden desempeñar un papel importante en la cobertura de objetos estacionarios especialmente importantes de un ataque repentino de la defensa aérea enemiga en vuelo bajo. sistemas. Su principal ventaja es la posibilidad de permanecer casi continuo en el aire sin consumos importantes de combustible y electricidad
En Rusia, estos globos son desarrollados por RosAeroSystems. En particular, puede considerar el globo atado de gran volumen "PUMA". El globo Puma se desarrolló como un portador de radar para la vigilancia por radar las 24 horas del día desde una altitud de hasta 5 km durante 30 días sin aterrizar.
El radio estimado de detección y seguimiento de objetivos aéreos será de 300 a 350 km. El globo debe soportar vientos huracanados de hasta 46 m / sy rayos directos. El aerostato se sujeta con un cable durante el ascenso, descenso y estacionamiento a una altura de trabajo; también proporciona alimentación para sistemas de a bordo y cargas útiles con una potencia de hasta 40 kW, así como para la eliminación de rayos y electricidad estática.. La carga útil del globo PUMA es de hasta 2250 kg.
Al parecer, las fuerzas armadas de la Federación de Rusia están trabajando en esta dirección:
En julio de 2015, Vladimir Mikheev, asesor del primer subdirector general de la preocupación "Tecnologías radioelectrónicas" (KRET), le dijo a RIA Novosti sobre el inicio de los trabajos en un proyecto de aeronave para las necesidades de la defensa antimisiles del país. Puede convertirse en un elemento completo del sistema de alerta de ataque con misiles (EWS), que en la actualidad consta de dos escalones: una constelación de satélites orbitales y estaciones de radar terrestres.
Depende de la preocupación de Almaz-Antey, es necesario que los globos y dirigibles no solo puedan advertir de la amenaza de un ataque aéreo, sino también misiles guiados antiaéreos directos (SAM) equipados con un cabezal de radar activo (ARGSN) en los objetivos identificados.
Despegue y aterrizaje vertical de cuadricópteros y otros vehículos aéreos no tripulados (UAV)
Volvamos al sistema de defensa aérea. Para empezar, consideremos los sistemas de defensa aérea de corto y medio alcance, para lo cual se requiere elevar el radar a una altura de 200 y 700 metros, respectivamente.
A principios de 2018, Boeing presentó un prototipo de un quadcopter de dron de carga no tripulado eléctrico. Este UAV está diseñado para probar y depurar las tecnologías necesarias para construir la próxima generación de aviones de carga y pasajeros. La longitud del UAV experimentado es de 4,57 metros, el ancho es de 5,49 metros, la altura es de 1,22 metros, el peso, incluido el peso de las baterías, es de 339 kilogramos. Carga útil: hasta 226 kg. El diseño incluye cuatro motores eléctricos con ocho rotores.
Los cuadricópteros-UAV eléctricos pueden convertirse en una solución eficaz para detectar EHV de bajo vuelo para sistemas de defensa aérea terrestres y marítimos
Un quadrocopter-UAV eléctrico debe ubicarse en un vehículo de transporte, un grupo electrógeno diesel (DGU) también debe ubicarse allí para proporcionar electricidad al UAV. Desafortunadamente, en este momento se desconocen la potencia de los motores eléctricos del quadcopter experimentado, el tiempo de carga de la batería y el tiempo de vuelo.
Se pueden considerar dos opciones:
- en la primera versión, no se requieren baterías para mantener un vuelo largo, la energía se suministra desde el vehículo del transportista, solo hay una pequeña batería de respaldo para el aterrizaje de emergencia del UAV, presumiblemente esta opción puede considerarse óptima;
- la segunda opción se puede utilizar si la masa del cable requerida para suministrar la potencia necesaria al quadcopter resulta ser demasiado grande, en este caso, el quadcopter debe estar equipado con baterías recargables o supercondensadores (supercondensadores) con una carga rápida función.
Para garantizar la continuidad de estar en el aire en cuatro sistemas de defensa aérea de corto alcance, se requieren al menos dos vehículos de transporte con UAV. El tiempo que pasa el UAV en el aire estará limitado únicamente por la disponibilidad de combustible para el grupo electrógeno diesel.
En lugar de un quadcopter eléctrico, se pueden implementar UAV basados en motores de pistón de gasolina o diesel. En Rusia, el desarrollo y la producción de tales soluciones se lleva a cabo por SKYF Technology, que ofrece al cliente UAV de despegue y aterrizaje verticales SKYF. Por el momento, la capacidad de carga del UAV SKYF es de 250 kilogramos con la perspectiva de aumentarla a 400 kilogramos. La altitud de vuelo de este UAV es de hasta 3000 metros.
Anteriormente, la compañía Gorizont anunció un UAV Gorizont Air S-100 tipo helicóptero con un radar completo basado en el austriaco Schiebel Camcopter S-100. El radar Kolibri, montado en este UAV e instalado en la parte inferior del fuselaje, se está desarrollando conjuntamente con el Instituto de Investigación de Radiofísica de Moscú. La masa total del equipo de radar no debe ser más de 6,5 kg, el rango requerido en el modo de visión general (UAV en vuelo estacionario) no es menos de 200 km, y en el modo de apertura sintética, no menos de 20 km.
La carga útil de este UAV es demasiado pequeña (35 kg) para acomodar un radar con características aceptables, pero como concepto puede ser interesante. El tiempo de permanencia continua en el aire es de 6 horas.
Los ejemplos anteriores de cuadricópteros UAV no pueden usarse directamente para colocar el radar, ya que tienen una carga útil relativamente modesta, pero no hay duda de que sus diseños se desarrollarán y mejorarán activamente. En primer lugar, esto se aplica a los drones-UAV eléctricos.
Los principales requisitos para un UAV AWACS, como un quadrocopter o un UAV-AWACS tipo helicóptero, deben ser una alta confiabilidad y la capacidad de permanecer en el aire durante mucho tiempo, asegurando el rendimiento de vuelo especificado (LTH), así como un alto recurso operativo y un bajo costo de una hora de vuelo
UAV de gran altitud
Para los sistemas de defensa aérea de largo alcance, los UAV de despegue y aterrizaje verticales ya no serán un medio de reconocimiento efectivo y suficiente, ya que la altura de la estación de radar, para lograr un rango de visión de aproximadamente 400 km, debe superar los 10,000 metros.
Presumiblemente, los vehículos aéreos no tripulados de larga duración de vuelo, tipo de aeronave, tamaño mediano o grande pueden usarse como radar volador para un sistema de defensa aérea de largo alcance.
Uno de los candidatos para el papel de un drone-AWACS prometedor puede ser el UAV Altair con un peso de despegue de 5 toneladas y una carga útil de 1-2 toneladas. Este UAV se está creando como parte del proyecto de investigación y desarrollo Altius-M en el Sokol Design Bureau (Kazan) junto con la empresa Transas. La duración de su vuelo debe ser de hasta 48 horas, el rango de vuelo es de 10,000 km. En 2018, el programa UAV Altair se transfirió a JSC Ural Civil Aviation Plant (UZGA). Las pruebas de vuelo del UAV Altair deberían comenzar en 2019.
También se están desarrollando dispositivos de este tipo en otros países. En particular, la empresa china CETC está desarrollando el UAV JY-300. El vehículo de tamaño mediano debería convertirse en un portador de antenas conformes y servir como un AWACS no tripulado. Según datos preliminares, el UAV JY-300 tiene un peso de despegue de aproximadamente 1300 kg y puede transportar una carga útil de 400 kg. Es capaz de realizar vuelos de hasta 12 horas, en altitudes de hasta 7,6 km. Los radares integrados en el diseño de este dron deberían permitir la detección de objetivos aéreos y marítimos a largas distancias.
Los UAV rusos de medianas y grandes dimensiones tienen muchos problemas, incluida la falta de motores domésticos compactos, potentes y económicos, la falta de aviónica moderna. Uno de los problemas más importantes es la falta de canales de transmisión de datos satelitales de alta velocidad con alcance global, lo que permitiría controlar el UAV y recibir información de reconocimiento del mismo a gran distancia del punto de base.
El uso de un UAV AWACS con una larga duración de vuelo no requiere la presencia de tales canales. En términos generales, el trabajo de un conjunto de sistemas de defensa aérea de largo alcance, los UAV de una larga duración de vuelo puede verse así:
UAV AWACS de larga duración de vuelo despega del aeródromo y entra en la zona de patrulla por encima de las posiciones de la defensa aérea en capas. Toda la información se envía a los operadores de sistemas de defensa aérea de largo alcance y luego, a través del punto de control de combate, a los operadores de otros sistemas de defensa aérea que forman parte de la defensa aérea escalonada combinada. El vuelo del UAV debe realizarse principalmente en modo automático a lo largo de una trayectoria determinada. Un sistema de defensa aérea de largo alcance debe incluir dos UAV AWACS. En este caso, pueden llevar a cabo tareas de combate por turnos sobre las posiciones del sistema de misiles de defensa aérea durante un período de 36 a 48 horas, dependiendo de la lejanía del aeródromo de origen.
Los requisitos para los UAV de AWACS con una larga duración de vuelo son los mismos que para los UAV para sistemas de defensa aérea de corto y medio alcance: un alto recurso operativo y un bajo costo de una hora de vuelo
Puede surgir una pregunta: en el título del artículo se dice sobre el trabajo del sistema de misiles de defensa aérea en objetivos de vuelo bajo sin la participación de la aviación de la Fuerza Aérea, y los UAV de larga duración de vuelo están claramente relacionados con la aviación.. Aquí la cuestión está más bien relacionada con la afiliación departamental. En los EE. UU., Según el acuerdo Johnson-McConnell entre el Ejército y la Fuerza Aérea, los helicópteros no pertenecen a la Fuerza Aérea y están directamente subordinados al Ejército de los EE. UU., Actúan en sus intereses (la división de aviones en los Estados Unidos entre el Ejército y la Fuerza Aérea está bien escrito aquí). Entonces, en nuestro caso, el hecho de que el UAV pertenezca a un sistema de defensa aérea específico no permitirá que la Fuerza Aérea lo use para otros fines.
Defensa aérea en capas con UAV AWACS
El uso de un UAV AWACS de tipo cuadricóptero y un UAV AWACS de larga duración de vuelo permitirá crear una cobertura de radar densa del terreno y asegurar la emisión de designación de objetivos a misiles con buscador ARGSN e IR al máximo alcance.
Presumiblemente, para dos sistemas de defensa aérea de corto alcance, debería haber una máquina con un dron tipo drone, o dos máquinas para cuatro sistemas de defensa aérea. El sistema de misiles de defensa aérea de alcance medio debería incluir dos máquinas con un dron tipo drone. Dos UAV de AWACS de larga duración de vuelo deben pertenecer a sistemas de defensa aérea de largo alcance.
Durante un período de amenaza o en caso de estallido de hostilidades, los UAV de larga duración de vuelo deben realizar patrullas continuas sobre las posiciones de los sistemas de misiles de defensa aérea. Los UAV de tipo cuadricóptero, a partir de la composición de los sistemas de defensa aérea de corto y medio alcance, deben estar en los vehículos de transporte listos para un arranque inmediato. En caso de detección de una amenaza aérea, el lanzamiento de un UAV tipo dron debería llevarse a cabo en unos pocos minutos.
El costo de los propios UAV y su tiempo de vuelo son tradicionalmente significativamente más bajos que el costo de los aviones y helicópteros tripulados, lo que hace que esta tarea sea económicamente atractiva. Técnicamente, el concepto propuesto tampoco contiene problemas insuperables.
Para objetos estacionarios de gran importancia, se pueden utilizar globos AWACS. En el caso de la defensa aérea de objetos equipados con globos AWACS, los UAV de larga duración de vuelo no son necesarios y pueden excluirse del sistema de defensa aérea de largo alcance o pueden estar en el aeródromo listos para la salida como reconocimiento de respaldo y designación de objetivos. medio.
UAV AWACS para la flota
Anteriormente, solo el uso de UAV AWACS se consideraba en interés de los sistemas de defensa aérea terrestres. Pero nada menos, y posiblemente una tarea más importante es el uso de un UAV AWACS de tipo cuadricóptero y un UAV con una larga duración de vuelo en interés de la defensa aérea de los buques de la Armada. Dado el hecho de que no tenemos portaaviones y, en consecuencia, aviones AWACS en ellos, los barcos rusos modernos están mal protegidos de los ataques aéreos, independientemente de la defensa aérea en la que se encuentren, debido a limitaciones físicas en el rango de detección de objetivos de vuelo bajo..
El uso de un UAV tipo cuadricóptero en los barcos de la Armada rusa hará retroceder significativamente el límite de destrucción de los objetivos de vuelo bajo. Y enviar un UAV con una larga duración de vuelo y alcance al área donde se encuentran los buques de guerra les brindará oportunidades adicionales para el reconocimiento de las fuerzas enemigas y la emisión de designaciones de objetivos para misiles de largo alcance.
Es imposible excluir el uso de globos y dirigibles AWACS en interés de la Armada, especialmente porque hay ejemplos históricos del uso de globos por parte de la flota rusa.
conclusiones
La defensa aérea terrestre y de superficie sin la posibilidad de atacar objetivos en vuelo bajo a gran distancia será derrotada.
Para solucionar este problema, en interés de los sistemas de defensa aérea de corto y medio alcance, es necesario crear un UAV AWACS de tipo cuadricóptero, preferiblemente con alimentación a través de un cable desde el vehículo portador.
Para un sistema de defensa aérea de largo alcance, es necesario intensificar el desarrollo de un UAV AWACS con una larga duración de vuelo.
Para objetos estacionarios de gran importancia, se pueden utilizar globos AWACS.
Todos los sistemas anteriores (UAV AWACS de tipo quadrocopter, AWACS UAV de larga duración de vuelo y globos AWACS) son de gran importancia para aumentar la eficiencia y supervivencia no solo de los sistemas de defensa aérea terrestres, sino también de los barcos de la Armada rusa..
