1. Perkenalan
Dalam artikel ketiga dari seri ini, sudut pandang itu dibuktikan bahwa kapal induk kami, Laksamana Kuznetsov, sudah sangat ketinggalan zaman sehingga alih-alih memperbaikinya, lebih baik membangun beberapa kapal terbaru. Ketika meletakkan dua UDC pr.23900 Ivan Rogov, diumumkan bahwa biaya pesanan untuk masing-masing dari mereka akan menjadi 50 miliar rubel, yang kurang dari biaya perbaikan Kuznetsov. Selanjutnya, misalkan jika Anda memesan kapal penjelajah pengangkut pesawat (AK) berdasarkan lambung UDC, maka biaya lambung AK tidak lebih dari lambung UDC.
Dalam 15 tahun terakhir, kami secara berkala mempresentasikan proyek kapal induk Storm, yang dalam hal massa dan dimensi dekat dengan Nimitz Amerika. Perkiraan biaya $ 10 miliar Storm membunuh seluruh gagasan. Memang, selain Storm, perlu untuk membangun AUG, dan pesawat peringatan dini Yak-44 (AWACS), dan kompleks pelatihan untuk pilot sayap udara. Anggaran armada kami yang kekurangan dana jelas tidak akan mampu menutupi biaya tersebut.
2. Parameter dasar konsep AK
Penulis bukan ahli dalam pembuatan kapal atau konstruksi pesawat terbang. Karakteristik teknis yang diberikan dalam artikel adalah perkiraan dan diperoleh dengan perbandingan dengan sampel yang diketahui. Jika spesialis ingin memperbaikinya, maka ini akan meningkatkan kualitas proposal secara signifikan, dan Kementerian Pertahanan tidak dapat mengabaikannya.
2.1 Tugas utama AK
• dukungan udara untuk operasi darat, termasuk serangan amfibi di teater terpencil. Kedalaman operasi hingga 500-600 km dari AK;
• melakukan serangan udara pada KUG musuh;
• pengintaian situasi di laut dalam radius hingga 1000 km;
• mencari kapal selam menggunakan kendaraan udara tak berawak (UAV) dengan magnetometer pada jarak hingga 100 km di depan AK.
Keterbatasan ruang lingkup tugas adalah bahwa AK tidak boleh menyerang pada AUG-s, dan ketika menyerang wilayah musuh, UAV sayap udara tidak boleh mendekati lapangan udara yang menjadi markas pesawat pembom tempur (IB), di jarak kurang dari 300 km. Jika sekelompok UAV mengalami serangan tak terduga oleh IS musuh, UAV hanya boleh melakukan pertempuran udara jarak jauh dengannya, sekaligus bergerak menuju AK.
2.2 Berat dan dimensi
Untuk mengurangi biaya AK sebanyak mungkin, kami akan membatasi perpindahan penuhnya - 25 ribu ton, yang sesuai dengan ukuran UDC - 220 * 33 m. evaluasi apa yang lebih menguntungkan: pertahankan ukuran ini atau ganti dengan yang lebih nyaman untuk AK - 240 * 28 m. Papan loncatan di haluan harus ada. Misalkan mereka memilih 240 * 28 m.
2.3 Memilih jenis sistem pertahanan udara
Versi tipikal, ketika hanya sistem pertahanan udara jarak pendek (MD) yang dipasang di kapal induk, tidak banyak berguna bagi Rusia. Kami tidak memiliki kapal perusak URO sendiri, fregat Laksamana Gorshkov juga tidak ramai, dan mereka tidak menyelesaikan masalah pertahanan rudal. Karena itu, Anda harus memasang sistem pertahanan udara jarak jauh yang lengkap pada AK. Usulan kemunculan kompleks radar (RLC) sistem pertahanan udara semacam itu diberikan dalam artikel sebelumnya, di mana ditunjukkan bahwa radar pertahanan rudal harus memiliki 4 array antena fase aktif (AFAR) dengan luas 70-100 meter persegi. Selain itu, antena radar multifungsi (MF), kompleks penanggulangan elektronik (KREP) dan pengenalan negara harus ditempatkan pada suprastruktur. Tidak mungkin menemukan area seperti itu di suprastruktur yang terletak di samping, seperti di UDC.
2.4 Desain suprastruktur
Diusulkan untuk mempertimbangkan opsi dengan penempatan bangunan atas di seluruh lebar geladak dan menempatkannya sedekat mungkin dengan haluan kapal. Bagian bawah bangunan atas, setinggi 7 m, kosong. Selain itu, bagian depan dan belakang kompartemen kosong ditutup oleh sayap gerbang. Selama lepas landas dan mendarat, pintu terbuka dan dipasang di sepanjang sisi kapal dengan sedikit ekspansi sekitar 5 °.
Ekspansi ini membentuk pintu masuk suar jika UAV saat mendarat dipindahkan secara kuat relatif ke tengah landasan pacu ke samping, maka suar akan mencegah sayap untuk langsung mengenai dinding bangunan atas. Juga, jika terjadi kecelakaan, nozel sistem pemadam kebakaran dipasang di langit-langit bagian kosong dari bangunan atas. Akibatnya, lebar landasan pacu hanya dibatasi oleh lebar bagian bawah suprastruktur dan sama dengan 26 m, yang memungkinkan untuk menanam UAV dengan lebar sayap hingga 18-19 m dan tinggi lunas. hingga 4 m., yang dalam kesiapan konstan dan, mungkin, dengan mesin yang hangat.
Ketinggian bangunan atas di atas geladak harus setidaknya 16 m. Tata letak antena di tepi samping bangunan atas ditunjukkan pada Gambar. 1 di artikel sebelumnya. Di bagian depan dan belakang superstruktur, radar pertahanan rudal AFAR tidak dapat ditempatkan dengan cara yang sama seperti di sisi samping, karena AFAR ini terletak di atas gerbang, dan ketinggian total superstruktur untuk mengakomodasi mereka tidak cukup.. Kita harus memutar AFAR ini 90 °, yaitu menempatkan sisi panjang AFAR secara horizontal, dan sisi pendek secara vertikal.
Selama periode terancam, 3 pasang lagi UAV IS dengan 4 rudal jarak menengah (SD) R-77-1 atau 12 rudal jarak pendek (MD) yang dijelaskan di bagian 5 harus ditempatkan di buritan geladak. panjang runway yang tersedia akan berkurang menjadi 200 m.
3. Konsep UAV yang digunakan
Karena diasumsikan bahwa pertempuran udara akan menjadi pengecualian, UAV IS harus subsonik. Ini juga bermanfaat bagi kapal induk kecil untuk memiliki UAV kecil. Mereka kemudian lebih mudah untuk diangkut di hanggar, membutuhkan landasan pacu yang lebih pendek, dan ketebalan dek yang dibutuhkan berkurang. Mari kita batasi berat lepas landas maksimum UAV IS hingga 4 ton, lalu sayap dapat memuat hingga 40 UAV. Misalkan beban tempur maksimum UAV semacam itu adalah 800-900 kg, dan karena sasis yang rendah, satu rudal dengan massa seperti itu tidak dapat ditangguhkan di bawah badan pesawat. Oleh karena itu, beban maksimum harus terdiri dari dua roket 450 kg. Selanjutnya, tidak mungkin untuk meningkatkan berat lepas landas UAV, jika tidak, ukuran AK harus ditingkatkan, dan itu akan berubah menjadi kapal induk biasa.
Rudal udara-ke-permukaan (VP) dengan berat kurang dari 450 kg biasanya memiliki jangkauan peluncuran yang rendah dan tidak memungkinkan untuk digunakan dari jarak yang melebihi jangkauan tembak bahkan sistem SD SAM. Dari rudal V-V, hanya rudal SD SD R-77-1 dengan jangkauan peluncuran 110 km yang dapat digunakan. Mengingat peluncur rudal AMRAAM Amerika memiliki jangkauan peluncuran 150 km, akan bermasalah untuk memenangkan pertempuran udara jarak jauh. UR BD R-37 juga tidak cocok karena bobotnya yang 600 kg. Akibatnya, pengembangan senjata alternatif akan diperlukan, misalnya, bom luncur (PB) dan rudal luncur (GL), yang dibahas di Bagian 5.
Massa kecil UAV IS tidak akan memungkinkannya memiliki seluruh rangkaian peralatan yang terletak di IS berawak. Kami harus mengembangkan opsi gabungan, misalnya, radar dan penanggulangan elektronik (KREP), atau menggabungkan UAV berpasangan: di satu radar, dan di sisi lain berbagai optik dan intelijen elektronik.
Jika sebuah UAV diberi tugas untuk melakukan pertempuran udara jarak dekat, maka UAV tersebut harus memiliki kelebihan beban yang jelas melebihi kemampuan IS berawak, misalnya 15 g. Jalur komunikasi kebal kebisingan semua aspek dengan operator juga akan diperlukan. Akibatnya, beban tempur akan turun lebih banyak lagi. Lebih mudah untuk membatasi diri Anda pada pertarungan jarak jauh dan kelebihan beban 5 g.
Dalam konflik regional, seringkali perlu untuk menyerang target yang tidak signifikan, yang biayanya sangat rendah sehingga penggunaan rudal presisi tinggi ternyata tidak dapat dibenarkan - dan terlalu mahal, dan massa rudalnya terlalu besar. Penggunaan amunisi meluncur memungkinkan untuk mengurangi berat dan harga, dan jangkauan peluncuran meningkat. Oleh karena itu, ketinggian penerbangan harus setinggi mungkin.
Dukungan informasi AK disediakan oleh jenis kedua UAV - deteksi radar jarak awal (AWACS). Itu harus memiliki waktu tugas yang lama - 6-8 jam, di mana kita akan mengasumsikan bahwa massanya harus ditingkatkan menjadi 5 ton. Meskipun massanya kecil, UAV AWACS harus memberikan karakteristik yang kira-kira sama dengan AWACS Hawkeye, yang memiliki massa 23 ton.
Artikel selanjutnya akan dikhususkan untuk topik UAV AWACS. Di sini kami hanya mencatat bahwa perbedaan antara AWACS yang diusulkan dan yang sudah ada adalah bahwa antena radar menempati sebagian besar sisi UAV, di mana jenis UAV khusus dengan sayap berbentuk V atas yang tidak mengaburkan AFAR lateral sedang dikembangkan.
4. Penampilan UAV IB
UAV Global Hawk Amerika menggunakan mesin dari pesawat penumpang, bagian dingin yang dimodifikasi untuk bekerja di atmosfer yang dijernihkan. Akibatnya, ketinggian penerbangan 20 km dicapai dengan massa 14 ton, rentang sayap 35 m dan kecepatan 630 km / jam.
Untuk UAV IB, lebar sayap tidak boleh lebih dari 12-14 m. Panjang badan pesawat sekitar 8 m. Kemudian, ketinggian terbang, tergantung pada beban tempur dan ketersediaan bahan bakar, harus dikurangi menjadi 16- 18 km, dan kecepatan jelajah harus ditingkatkan menjadi 850-900 km / jam …
Rasio dorong-terhadap-berat UAV harus cukup untuk mendapatkan laju pendakian minimal 60 m / s. Durasi penerbangan setidaknya 2,5-3 jam.
4.1 Karakteristik radar IS
Untuk pertempuran udara jarak jauh, radar memiliki dua AFAR - hidung dan ekor. Dimensi yang tepat dari badan pesawat akan ditentukan di masa depan, tetapi sekarang kami berasumsi bahwa diameter radar AFAR sama dengan 70 cm.
Tugas utama radar adalah mendeteksi berbagai target, yang digunakan AFAR utama kisaran 5, 5 cm, selain itu diperlukan untuk menekan radar pertahanan udara musuh. Sangat sulit untuk menempatkan KREP dengan daya yang cukup pada UAV kecil, oleh karena itu, alih-alih KREP, kami akan menggunakan radar yang sama. Untuk melakukan ini, perlu untuk menyediakan rentang panjang gelombang AFAR yang lebih luas daripada radar yang ditekan. Dalam kebanyakan kasus, ini berhasil. Misalnya, radar sistem pertahanan udara Patriot beroperasi pada kisaran 5, 2-5, 8 cm, yang tumpang tindih dengan AFAR utama. Untuk menekan radar IS musuh dan radar pemandu Aegis, Anda harus memiliki jangkauan AFAR 3-3, 75 cm. Oleh karena itu, sebelum terbang pada misi tertentu, radar AFAR perlu dilengkapi dengan jangkauan yang diperlukan. Anda bahkan dapat memasang hidung AFAR dengan kisaran 5, 5 cm, dan ekor - 3 cm. Unit radar lainnya tetap universal. Potensi energi radar setidaknya urutan besarnya lebih besar dari potensi KREP manapun. Akibatnya, IS yang digunakan sebagai jammer dapat mencakup grup yang beroperasi dari area aman. Untuk menekan radar Aegis MF, AFAR dari kisaran 9-10 cm akan diperlukan.
4.2 Desain dan karakteristik radar
Radar AFAR berisi 416 modul transceiver (TPM), yang digabungkan menjadi cluster (matriks persegi 4 * 4 PPM. Ukuran matriks 11 * 11 cm.). Secara total, AFAR berisi 26 cluster. Setiap PPM terdiri dari pemancar 25 W dan pra-penerima. Sinyal dari keluaran 16 receiver dijumlahkan dan akhirnya diperkuat di saluran penerima, yang keluarannya dihubungkan ke konverter analog-ke-digital. ADC langsung mengambil sampel sinyal 200 MHz. Setelah mengubah sinyal menjadi bentuk digital, ia memasuki prosesor sinyal, di mana ia disaring dari gangguan dan membuat keputusan tentang deteksi target atau ketidakhadirannya.
Massa setiap APAR adalah 24 kg. AFAR membutuhkan pendingin cair. Kulkas beratnya 7 kg lagi, dll. Berat total radar udara dengan dua AFAR diperkirakan 100 kg. Konsumsi daya - 5 kW.
Area kecil AFAR tidak memungkinkan untuk memperoleh karakteristik radar udara yang sama dengan radar keamanan informasi tipikal. Misalnya, jangkauan deteksi IS dengan permukaan pantul efektif (EOC) adalah 3 meter persegi. di area pencarian khas 60 ° * 10 ° sama dengan 120 km. Kesalahan pelacakan sudut adalah 0,25 °.
Dengan indikator seperti itu, sulit untuk mengandalkan kemenangan pertempuran udara jarak jauh.
4.3 Cara meningkatkan jangkauan radar
Sebagai jalan keluar, Anda dapat menyarankan penggunaan tindakan kelompok. Untuk ini, UAV harus memiliki jalur komunikasi berkecepatan tinggi di antara mereka. Sederhananya, garis seperti itu dapat diimplementasikan jika satu cluster radar ditempatkan di permukaan samping UAV. Kemudian kecepatan transmisi bisa mencapai 300 Mbit/s pada jarak hingga 20 km.
Pertimbangkan sebuah contoh ketika 4 UAV IS terbang dalam sebuah misi. Jika semua 4 radar secara serempak memindai ruang, maka daya yang menyinari target sinyal akan meningkat 4 kali lipat. Jika semua radar memancarkan pulsa secara ketat pada frekuensi yang sama, maka kita dapat mengasumsikan bahwa satu radar dengan kekuatan empat kali lipat beroperasi. Sinyal yang diterima oleh setiap radar juga akan menjadi empat kali lipat. Jika semua sinyal yang diterima dikirim ke UAV terkemuka grup dan dijumlahkan di sana, maka kekuatannya akan meningkat 4 kali lipat. Akibatnya, dengan pengoperasian peralatan yang ideal, kekuatan sinyal yang diterima oleh empat radar radar akan menjadi 16 kali lebih besar daripada radar tunggal. Dalam peralatan nyata, akan selalu ada kerugian penjumlahan, tergantung pada kualitas peralatan. Data spesifik tidak dapat dikutip, karena tidak ada yang diketahui tentang karya semacam itu, tetapi perkiraan faktor kerugian hingga setengahnya cukup masuk akal. Kemudian peningkatan daya akan terjadi 8 kali dan jangkauan deteksi akan meningkat 1, 65 kali. Akibatnya, jangkauan deteksi IS akan meningkat menjadi 200 km, yang melebihi jangkauan peluncuran peluncur rudal AMRAAM dan akan memungkinkan pertempuran udara.
5. Amunisi meluncur berpemandu
Pertimbangkan hanya bom meluncur dan misil (PB dan PR).
PBU-39 awalnya ditujukan untuk menyerang target stasioner dan dipandu oleh sinyal GPS, atau inersia. Biaya PB sedang - $ 40 ribu.
Ternyata, belakangan ternyata casing PB dengan diameter 20 cm tidak mampu melindungi penerima GPS dari interferensi yang dipancarkan oleh CREP berbasis darat. Kemudian pembinaan mulai ditingkatkan. Modifikasi terakhir sudah memiliki seeker yang aktif. Kesalahan membidik berkurang menjadi 1 m, tetapi harga PB meningkat menjadi $ 200 ribu, yang sangat tidak cocok untuk perang regional.
5.1 Usulan penampilan PB
Anda dapat mengusulkan untuk mengabaikan panduan GLONASS dan beralih ke panduan perintah PB. Hal ini dimungkinkan jika target dapat dideteksi oleh radar dengan latar belakang pantulan dari objek di sekitarnya, yaitu radio kontras. Untuk membidik PB, berikut ini harus diinstal:
• sistem navigasi inersia, yang memungkinkan mempertahankan pergerakan garis lurus PB setidaknya selama 10 detik;
• altimeter ketinggian rendah (kurang dari 300 m);
• mesin penjawab radio, yang mentransmisikan kembali sinyal interogasi dari radar on-board.
Mari kita asumsikan bahwa radar dapat mendeteksi target darat dalam salah satu dari tiga mode:
• targetnya sangat besar sehingga dapat dideteksi dengan latar belakang pantulan dari permukaan dalam mode pancaran fisik, yaitu ketika IS terbang langsung ke arahnya;
• targetnya kecil dan hanya dapat dideteksi dalam mode sinar yang disintesis, yaitu saat mengamati target dari samping selama beberapa detik;
• targetnya kecil, tetapi bergerak dengan kecepatan lebih dari 10-15 km / jam dan dapat dibedakan atas dasar ini.
Keakuratan panduan tergantung pada apakah satu atau sepasang IS melakukan panduan. Sebuah radar tunggal dapat secara akurat mengukur jangkauan ke PB dengan kesalahan 1-2 m, tetapi azimuth diukur dengan kesalahan besar - dengan pengukuran tunggal 0,25 °. Jika Anda mengamati PB 1-3 s, maka kesalahan lateral dapat dikurangi menjadi 0, 0005-0, 001 dari nilai rentang ke PB. Kemudian, pada jarak sekitar 100 km, kesalahan lateral akan sama dengan 50-100 m, yang hanya cocok untuk menembak target area.
Mari kita asumsikan bahwa ada sepasang unit keamanan informasi yang berjarak 10-20 km. Koordinat timbal balik IS diketahui dengan bantuan GLONASS dengan cukup akurat. Kemudian, dengan mengukur jarak dari PB ke IS dan membangun segitiga, Anda dapat mengurangi kesalahan menjadi 10 m.
Dalam kasus di mana akurasi panduan yang lebih tinggi diperlukan, perlu menggunakan pencari, misalnya, televisi, yang mampu mendeteksi target dari jarak lebih dari 1 km. Dimungkinkan untuk mempertimbangkan opsi untuk mentransmisikan gambar TV ke operator di kapal.
5.2 Penggunaan rudal luncur
Taktik yang dipilih untuk melakukan pertempuran udara menetapkan bahwa dalam kasus deteksi serangan IS musuh, perlu untuk menembaknya dari jarak jauh dan, segera berbalik, pergi ke arah AK. Rudal BD R-37 sama sekali tidak cocok karena beratnya 600 kg, dan UR SD R-77-1 sebagian cocok. Massa mereka juga tidak kecil - 190 kg, dan jangkauan peluncurannya terlalu kecil - 110 km. Oleh karena itu, kami akan mempertimbangkan kemungkinan menggunakan PR.
Misalkan UAV berada pada ketinggian 17 km. Biarkan dia diserang oleh IS yang terbang dengan kecepatan supersonik 500 m / s (1800 km / jam) di ketinggian 15 km. Mari kita asumsikan bahwa IS menyerang UAV pada sudut 60 °. Kemudian UAV harus berputar 120° untuk menghindari IS. Pada kecepatan penerbangan 250 m / s dan kelebihan beban 4 g, belokan akan memakan waktu 12 detik. Untuk kepastian, mari kita atur massa PR 60 kg, yang memungkinkan UAV memiliki muatan amunisi 12 PR.
Pertimbangkan taktik perang. Biarkan IS menyerang UAV dalam varian yang paling tidak menguntungkan untuk UAV - di pusat kendali eksternal. Kemudian IS sebelum peluncuran UR tidak menyalakan radar, dan hanya dapat dideteksi oleh radar UAV itu sendiri. Bahkan jika kita menggunakan pemindaian grup oleh empat radar grup, maka jangkauan deteksi hanya akan cukup untuk keamanan informasi konvensional - 200 km. Untuk F-35, jangkauannya akan turun menjadi 90 km. Bantuan di sini dapat diberikan oleh radar pertahanan rudal AK yang mampu mendeteksi F-35 yang terbang di ketinggian 15 km pada jarak 500 km.
Keputusan tentang perlunya menarik UAV dibuat ketika jarak ke IS dikurangi menjadi 120-150 km. Mengingat pertempuran terjadi di ketinggian lebih dari 15 km, maka hampir tidak ada awan. Kemudian UAV, menggunakan kamera TV atau IR, dapat merekam bahwa IS telah meluncurkan UR. Jika IS berada di zona visibilitas radar pertahanan rudal, maka peluncuran sistem pertahanan rudal juga dapat dideteksi oleh radar ini.
Jika IS terus mendekati UAV tanpa meluncurkan UR, maka UAV akan mereset pasangan PR pertama. Pada saat jatuh ke PR, sayap pembawa terbuka, dan mulai meluncur ke arah tertentu. Pada saat ini, UAV terus berputar dan, ketika PR berada di zona aksi AFAR ekor, ia menangkap PR untuk dilacak. SEPASANG PR melanjutkan perencanaan, menyebar hingga 10 km untuk mengambil IB dalam kutu. Ketika jarak dari PR ke IS dikurangi menjadi 30-40 km, operator mengeluarkan perintah untuk menghidupkan mesin PR, yang akan berakselerasi menjadi 3-3,5 M. karena energi PR cukup untuk mengkompensasi kehilangan tinggi. Transponder harus dipasang pada PR, yang membantu mengarahkan PR dengan akurasi tinggi. Pencari radar pada PR tidak diperlukan - cukup memiliki pencari IR atau TV sederhana.
Jika IS dalam proses pengejaran berhasil mendekati UAV pada jarak sekitar 50 km, maka bisa meluncurkan peluncur rudal. Dalam hal ini, PR digunakan dalam mode pertahanan rudal. PR dilepaskan dengan cara biasa, tetapi setelah membuka sayap, PR berbelok ke arah UR dan kemudian menghidupkan mesin. Karena intersepsi terjadi pada jalur tumbukan, bidang pandang yang luas dari pencari optik tidak diperlukan.
CATATAN: untuk membahas taktik menggunakan AK, pertama-tama perlu mempertimbangkan metode untuk mendapatkan pusat kendali. Tetapi masalah membangun informan utama - sebuah UAV AWACS, yang beroperasi di teater laut, akan dibahas dalam artikel berikutnya.
6. Kesimpulan
• AK yang diusulkan akan menelan biaya beberapa kali lebih murah daripada kapal induk Storm;
• dalam hal kriteria efisiensi biaya, AK akan secara signifikan melampaui Kuznetsov;
• sistem pertahanan udara yang kuat akan memberikan pertahanan rudal dan pertahanan udara AUG, dan UAV akan memastikan deteksi konstan kapal selam musuh;
• amunisi meluncur jauh lebih murah daripada peluncur rudal biasa dan akan memungkinkan perlindungan udara jangka panjang dalam konflik regional;
• AK optimal untuk mendukung operasi amfibi;
• berdasarkan AK UAV AWACS dapat digunakan untuk pusat kendali oleh KUG-am lainnya;
• dikembangkan oleh AK, UAV, PB dan PR dapat berhasil diekspor.
