Kelengkungan permukaan bumi dan ketidakrataan medan sangat membatasi kemampuan sistem pertahanan udara berbasis darat dan laut untuk mendeteksi dan mengalahkan senjata serangan udara terbang rendah (LAS). Bagaimana Anda dapat secara efektif memastikan kemungkinan menembakkan sistem pertahanan udara ke target yang terbang rendah?
Naik lebih tinggi
Salah satu opsinya adalah menempatkan radar pada alat pengangkat dan tiang (PMU). Jika kita menempatkan radar pada ketinggian 15 meter, maka jarak pandang pesawat yang bergerak pada ketinggian 50 meter di atas permukaan adalah 41 km. Peningkatan ketinggian PMU hingga 50 meter akan meningkatkan jarak pandang teoretis hanya 13 km (hingga 54 km), sedangkan kompleksitas dan ukuran peralatan tersebut akan tumbuh jauh lebih besar.
Tampaknya cukup normal untuk sistem pertahanan udara jarak pendek tipe Pantsir-SM? Namun dalam praktiknya, ketidakrataan medan, hutan, bangunan, dan rintangan alami dan buatan lainnya akan mengurangi nilai ini beberapa kali lipat.
Berapa ketinggian minimum untuk menaikkan radar untuk memastikan deteksi target yang terbang rendah?
Ketinggian yang diperlukan untuk menaikkan alat deteksi untuk mengimbangi medan yang tidak rata dapat bervariasi dalam setiap kasus. Dalam kebanyakan kasus, perbedaan ketinggian di wilayah datar Rusia dalam kisaran 100-200 km tidak lebih dari 100-200 meter. Di daerah pegunungan, perbedaannya bisa jauh lebih besar, dan sulit untuk menunjukkan nilai spesifik apa pun.
Secara konvensional, untuk sistem pertahanan udara jarak pendek (hingga 40-50 km), Anda dapat mengambil ketinggian yang diperlukan untuk mengimbangi ketidakrataan medan 100 meter, untuk sistem pertahanan udara jarak menengah (hingga 50- 150 km), ketinggian yang diperlukan untuk mengkompensasi ketidakrataan medan adalah 200 meter.
Dengan demikian, ketinggian minimum radar, untuk mendeteksi target yang terbang rendah, untuk sistem pertahanan udara jarak pendek adalah sekitar 200 meter, untuk sistem pertahanan udara jarak menengah, sekitar 700 meter. Ketinggian stasiun radar untuk memastikan operasi sistem rudal pertahanan udara jarak jauh harus sebanding dengan ketinggian penerbangan pesawat AWACS, sekitar 10.000 m, dalam hal ini medan jauh lebih penting
Ketinggian yang ditunjukkan membuat penggunaan PMU menjadi tidak mungkin, tetapi ada beberapa cara lain untuk "melihat ke luar cakrawala".
Radar Aerostat
Salah satunya adalah dengan menggunakan balon. Proyek JLENS sedang dilaksanakan di AS. Dalam kerangka proyek ini, direncanakan untuk menyebarkan radar dan peralatan pengintaian optik pada balon yang dipasang di titik-titik tertentu di negara itu, dan dirancang untuk mendeteksi rudal jelajah yang terbang rendah. Ketinggian balon adalah 3 - 4, 5 km, massa muatan sekitar tiga ton. Jangkauan deteksi target udara harus sekitar 550 km, target darat sekitar 225 km. Selain deteksi, balon JLENS harus memberikan penunjukan target over-the-horizon untuk rudal permukaan-ke-udara. Untuk menahan balon pada posisinya dan bertukar data, diusulkan untuk menggunakan kabel yang mencakup kabel daya dan kabel transmisi data serat optik dalam selubung karbon.
Dalam kerangka tugas yang kami pertimbangkan, proyek ini memiliki beberapa kelemahan: balon sangat tidak nyaman untuk pergerakan konstan di jalan, dan, jika mungkin, harus diikat ke titik tertentu, yang mengecualikan kemungkinan perubahan posisi dengan ponsel sistem pertahanan udara dan tidak dapat diterima. Selain itu, ukuran balon yang sangat besar (panjangnya lebih dari 70 meter) secara teoritis dapat menghambat operasinya dalam kondisi angin kencang yang kencang.
Di sisi lain, konsepnya sendiri cukup menjanjikan. Stasiun radar yang ditempatkan pada balon dapat melindungi objek stasioner dari dampak EHV yang terbang rendah, terutama seperti ranjau untuk rudal balistik antarbenua (ICBM), pangkalan kapal selam, pembawa rudal balistik, lapangan udara pembom strategis, pembangkit listrik tenaga nuklir, dan elemen penting lainnya dari negara tersebut. angkatan bersenjata dan infrastruktur ….
Jadi, terlepas dari kenyataan bahwa balon bukanlah sarana yang optimal untuk menyediakan sistem pertahanan udara dengan kemungkinan mengenai target di luar cakrawala, balon dapat memainkan peran penting dalam menutupi objek stasioner yang sangat penting dari serangan mendadak oleh pertahanan udara musuh yang terbang rendah. sistem. Keuntungan utama mereka adalah kemungkinan untuk tetap berada di udara tanpa konsumsi bahan bakar dan listrik yang signifikan
Di Rusia, balon semacam itu dikembangkan oleh RosAeroSystems. Secara khusus, Anda dapat mempertimbangkan balon tethered volume besar "PUMA". Balon Puma dikembangkan sebagai pembawa radar untuk pengawasan radar sepanjang waktu dari ketinggian hingga 5 km selama 30 hari tanpa mendarat.
Perkiraan radius deteksi dan pelacakan target udara adalah 300-350 km. Balon harus tahan terhadap angin topan hingga 46 m/s dan sambaran petir langsung. Aerostat dipegang oleh tali kabel selama pendakian, penurunan, dan parkir pada ketinggian kerja; itu juga menyediakan catu daya untuk sistem on-board dan muatan dengan daya hingga 40 kW, serta untuk menghilangkan petir dan listrik statis. Muatan balon PUMA hingga 2250 kg.
Rupanya, angkatan bersenjata Federasi Rusia sedang mengerjakan arah ini:
Pada bulan Juli 2015, Vladimir Mikheev, Penasihat Deputi Pertama Direktur Umum "Teknologi Radioelektronik" (KRET), mengatakan kepada RIA Novosti tentang dimulainya proyek kapal udara untuk kebutuhan pertahanan antimisil negara. Ini dapat menjadi elemen penuh dari sistem peringatan serangan rudal (EWS), yang saat ini terdiri dari dua eselon - konstelasi satelit orbital dan stasiun radar berbasis darat.
Terserah perhatian Almaz-Antey, perlu bahwa balon dan kapal udara tidak hanya dapat memperingatkan ancaman serangan udara, tetapi juga peluru kendali anti-pesawat langsung (SAM) yang dilengkapi dengan kepala pelacak radar aktif (ARGSN) di target yang teridentifikasi.
Quadrocopters dan kendaraan udara tak berawak lainnya (UAV) lepas landas dan mendarat vertikal
Mari kita kembali ke sistem pertahanan udara. Untuk mulai dengan, pertimbangkan sistem pertahanan udara jarak pendek dan menengah, yang diperlukan untuk menaikkan radar ke ketinggian masing-masing 200 dan 700 meter.
Pada awal 2018, Boeing meluncurkan prototipe quadcopter drone kargo listrik tanpa awak. UAV ini dirancang untuk menguji dan men-debug teknologi yang dibutuhkan untuk membangun pesawat kargo dan penumpang generasi berikutnya. Panjang UAV yang dialami 4,57 meter, lebar 5,49 meter, tinggi 1,22 meter, berat termasuk berat baterai 339 kilogram. Muatan - hingga 226 kg. Desainnya mencakup empat motor listrik dengan delapan rotor.
Quadrocopters-UAV listrik dapat menjadi solusi efektif untuk mendeteksi EHV terbang rendah untuk sistem pertahanan udara darat dan laut
Sebuah quadrocopter-UAV listrik harus ditempatkan pada kendaraan pembawa, generator set diesel (DGU) juga harus ditempatkan di sana untuk menyediakan UAV dengan listrik. Sayangnya, saat ini kekuatan motor listrik quadcopter yang berpengalaman, waktu pengisian baterai dan waktu terbangnya belum diketahui.
Dua opsi dapat dipertimbangkan:
- dalam versi pertama, tidak ada baterai yang diperlukan untuk mempertahankan penerbangan yang lama, daya disuplai dari kendaraan pengangkut, hanya ada baterai cadangan kecil untuk pendaratan darurat UAV, mungkin opsi ini dapat dianggap optimal;
- opsi kedua dapat digunakan jika massa kabel yang diperlukan untuk memasok daya yang diperlukan ke quadcopter ternyata terlalu besar, dalam hal ini quadcopter harus dilengkapi dengan baterai isi ulang atau superkapasitor (superkapasitor) dengan pengisian cepat fungsi.
Untuk memastikan kelangsungan berada di udara pada empat sistem pertahanan udara jarak pendek, setidaknya diperlukan dua kendaraan pengangkut dengan UAV. Waktu yang dihabiskan oleh UAV di udara hanya akan dibatasi oleh ketersediaan bahan bakar untuk genset diesel.
Alih-alih quadcopter listrik, UAV berbasis mesin piston bensin atau diesel dapat diimplementasikan. Di Rusia, pengembangan dan produksi solusi semacam itu dilakukan oleh Teknologi SKYF, yang menawarkan UAV lepas landas dan mendarat vertikal SKYF kepada pelanggan. Saat ini, daya dukung UAV SKYF adalah 250 kilogram dengan prospek meningkat menjadi 400 kilogram. Ketinggian terbang UAV ini mencapai 3000 meter.
Sebelumnya, perusahaan Gorizont mengumumkan UAV Gorizont Air S-100 tipe helikopter dengan radar serba berdasarkan Schiebel Camcopter S-100 Austria. Radar Kolibri, dipasang pada UAV ini, dan dipasang di bagian bawah badan pesawat, sedang dikembangkan bersama dengan Institut Penelitian Radiofisika Moskow. Massa total peralatan radar tidak boleh lebih dari 6,5 kg, jangkauan yang diperlukan dalam mode tampilan serba (UAV melayang) tidak kurang dari 200 km, dan dalam mode bukaan sintetis, tidak kurang dari 20 km.
Muatan UAV ini terlalu kecil (35 kg) untuk mengakomodasi radar dengan karakteristik yang dapat diterima, tetapi sebagai konsep mungkin menarik. Waktu tinggal terus menerus di udara adalah 6 jam.
Contoh quadrocopters UAV di atas tidak dapat langsung digunakan untuk menempatkan radar, karena mereka memiliki muatan yang relatif sederhana, tetapi tidak ada keraguan bahwa desain mereka akan dikembangkan dan ditingkatkan secara aktif. Pertama-tama, ini berlaku untuk drone-UAV listrik.
Persyaratan utama untuk sebuah UAV AWACS seperti quadrocopter atau helikopter jenis UAV-AWACS harus keandalan yang tinggi dan kemampuan untuk tinggal di udara untuk waktu yang lama, memastikan kinerja penerbangan yang ditentukan (LTH), serta tinggi sumber daya operasional dan biaya jam terbang yang rendah
UAV ketinggian tinggi
Untuk sistem pertahanan udara jarak jauh, UAV lepas landas dan mendarat vertikal tidak lagi menjadi sarana pengintaian yang efektif dan memadai, karena ketinggian stasiun radar, untuk mencapai jangkauan pandang sekitar 400 km, harus melebihi 10.000 meter.
Diduga, UAV dengan durasi terbang yang lama, jenis pesawat, berdimensi sedang atau besar dapat digunakan sebagai radar terbang untuk sistem pertahanan udara jarak jauh.
Salah satu kandidat untuk peran drone-AWACS yang menjanjikan adalah Altair UAV dengan bobot lepas landas 5 ton dan muatan 1-2 ton. UAV ini dibuat sebagai bagian dari proyek penelitian dan pengembangan Altius-M di Biro Desain Sokol (Kazan) bersama dengan perusahaan Transas. Durasi penerbangannya harus hingga 48 jam, jangkauan penerbangan 10.000 km. Pada tahun 2018, program Altair UAV dialihkan ke JSC Ural Civil Aviation Plant (UZGA). Tes penerbangan Altair UAV harus dimulai pada 2019.
Perangkat jenis ini sedang dikembangkan di negara lain juga. Secara khusus, perusahaan China CETC sedang mengembangkan UAV JY-300. Kendaraan berukuran sedang harus menjadi pembawa antena konformal dan berfungsi sebagai AWACS tak berawak. Menurut data awal, UAV JY-300 memiliki berat lepas landas sekitar 1300 kg dan dapat membawa muatan 400 kg. Ia mampu melakukan penerbangan hingga 12 jam, pada ketinggian hingga 7,6 km. Radar yang dibangun ke dalam desain drone ini harus memungkinkan deteksi target udara dan laut pada jarak jauh.
UAV Rusia dengan dimensi sedang dan besar memiliki banyak masalah, termasuk kurangnya mesin domestik yang kompak, kuat dan ekonomis, kurangnya avionik modern. Salah satu masalah terpenting adalah kurangnya saluran transmisi data satelit berkecepatan tinggi dengan jangkauan global, yang memungkinkan untuk mengontrol UAV dan menerima informasi pengintaian dari jarak yang sangat jauh dari titik pangkalan.
Penggunaan UAV AWACS dengan durasi penerbangan yang lama tidak memerlukan keberadaan saluran tersebut. Secara umum, pekerjaan bundel sistem pertahanan udara jarak jauh - UAV dengan durasi penerbangan yang panjang mungkin terlihat seperti ini:
UAV AWACS jangka panjang terbang lepas landas dari lapangan terbang dan memasuki zona patroli di atas posisi pertahanan udara berlapis. Semua informasi darinya dikirim ke operator sistem pertahanan udara jarak jauh, dan kemudian, melalui titik kontrol pertempuran, ke operator sistem pertahanan udara lain yang merupakan bagian dari gabungan pertahanan udara eselon. Penerbangan UAV harus dilakukan sebagian besar dalam mode otomatis di sepanjang lintasan tertentu. Satu sistem pertahanan udara jarak jauh harus mencakup dua UAV AWACS. Dalam hal ini, mereka dapat melakukan tugas tempur bergiliran di atas posisi sistem rudal pertahanan udara selama 36-48 jam, tergantung pada keterpencilan lapangan udara rumah.
Persyaratan untuk UAV AWACS dengan durasi penerbangan panjang sama dengan UAV untuk sistem pertahanan udara jarak pendek dan menengah - sumber daya operasional yang tinggi dan biaya jam terbang yang rendah
Sebuah pertanyaan mungkin muncul: dalam judul artikel dikatakan tentang kerja sistem rudal pertahanan udara pada target terbang rendah tanpa keterlibatan penerbangan Angkatan Udara, dan UAV dengan durasi penerbangan yang panjang jelas terkait dengan penerbangan.. Di sini pertanyaannya agak dalam afiliasi departemen. Di AS, menurut perjanjian Johnson-McConnell antara Angkatan Darat dan Angkatan Udara, helikopter bukan milik Angkatan Udara dan secara langsung berada di bawah Angkatan Darat AS, mereka bertindak untuk kepentingannya (pembagian pesawat di Amerika Serikat antara Angkatan Darat dan Angkatan Udara ditulis dengan baik di sini). Jadi dalam kasus kami, fakta bahwa UAV milik sistem pertahanan udara tertentu tidak akan memungkinkan Angkatan Udara menggunakannya untuk tujuan lain.
Pertahanan udara berlapis dengan UAV AWACS
Penggunaan UAV AWACS jenis quadrocopter dan UAV AWACS dengan durasi penerbangan yang lama akan memungkinkan untuk menciptakan cakupan radar yang padat di medan dan memastikan penerbitan penunjukan target untuk rudal dengan ARGSN dan pencari IR pada jangkauan maksimum.
Agaknya, untuk dua sistem pertahanan udara jarak pendek, harus ada satu mesin dengan drone jenis drone, atau dua mesin untuk empat sistem pertahanan udara. Sistem rudal pertahanan udara jarak menengah harus mencakup dua mesin dengan drone jenis drone. Dua UAV AWACS dengan durasi penerbangan panjang harus dimiliki oleh sistem pertahanan udara jarak jauh.
Selama periode ancaman atau saat pecahnya permusuhan, UAV dengan durasi penerbangan yang lama harus melakukan patroli terus menerus atas posisi sistem rudal pertahanan udara. UAV jenis quadrocopter, dari komposisi sistem pertahanan udara jarak pendek dan menengah, harus berada di kendaraan pengangkut dalam kesiapan untuk memulai segera. Dalam hal deteksi ancaman udara, peluncuran UAV tipe drone harus dilakukan dalam beberapa menit.
Biaya UAV itu sendiri dan waktu penerbangannya secara tradisional jauh lebih rendah daripada biaya pesawat berawak dan helikopter, yang membuat tugas ini menarik secara ekonomi. Secara teknis, konsep yang diusulkan juga tidak mengandung masalah yang tidak dapat diatasi.
Untuk objek stasioner yang sangat penting, balon AWACS dapat digunakan. Dalam hal pertahanan udara objek yang dilengkapi dengan balon AWACS, UAV dengan durasi penerbangan panjang tidak diperlukan dan dapat dikeluarkan dari sistem pertahanan udara jarak jauh atau dapat berada di lapangan terbang dalam kesiapan untuk keberangkatan sebagai pengintaian cadangan dan penunjukan target cara.
UAV AWACS untuk armada
Sebelumnya, penggunaan UAV AWACS hanya dianggap untuk kepentingan sistem pertahanan udara berbasis darat. Namun tidak kalah pentingnya, dan mungkin tugas yang lebih penting adalah penggunaan UAV AWACS jenis quadrocopter dan UAV dengan durasi terbang yang lama untuk kepentingan pertahanan udara kapal-kapal TNI AL. Mengingat fakta bahwa kami tidak memiliki kapal induk dan, karenanya, pesawat AWACS di atasnya, kapal Rusia modern tidak terlindungi dengan baik dari serangan udara, terlepas dari pertahanan udara apa yang mereka gunakan, karena keterbatasan fisik dalam jangkauan deteksi target yang terbang rendah..
Penggunaan UAV tipe quadrocopter di kapal Angkatan Laut Rusia akan secara signifikan mendorong kembali batas penghancuran target yang terbang rendah. Dan mengirimkan UAV dengan durasi dan jangkauan penerbangan yang panjang ke area di mana kapal angkatan laut berada akan memberi mereka peluang tambahan untuk pengintaian pasukan musuh dan mengeluarkan penunjukan target untuk rudal jarak jauh.
Tidak mungkin untuk mengecualikan penggunaan balon dan kapal udara AWACS untuk kepentingan Angkatan Laut, terutama karena ada contoh historis penggunaan balon oleh armada Rusia.
kesimpulan
Pertahanan udara darat dan permukaan tanpa kemungkinan menyerang target yang terbang rendah pada jarak yang jauh akan dikalahkan.
Untuk mengatasi masalah ini, untuk kepentingan sistem pertahanan udara jarak pendek dan menengah, perlu dibuat UAV AWACS jenis quadrocopter, sebaiknya dengan catu daya melalui kabel dari kendaraan pengangkut.
Untuk sistem pertahanan udara jarak jauh perlu mengintensifkan pengembangan UAV AWACS dengan durasi terbang yang lama.
Untuk objek stasioner yang sangat penting, balon AWACS dapat digunakan.
Semua sistem di atas (UAV AWACS dari jenis quadrocopter, AWACS UAV dengan durasi penerbangan yang lama dan balon AWACS) sangat penting untuk meningkatkan efisiensi dan kelangsungan hidup tidak hanya sistem pertahanan udara berbasis darat, tetapi juga kapal Angkatan Laut Rusia..
