Subir más alto
Una opción es colocar el radar en un dispositivo de elevación del mástil (PMU). Si colocamos el radar a una altitud de 15 metros, entonces el rango de visibilidad de la aeronave (LA) que se mueve a una altitud de 50 metros sobre la superficie será 41 km. El aumento de la altura de los medidores PMU a 50 aumentará el rango de visibilidad teórica en solo 13 km (a 54 km), mientras que la complejidad y el volumen de tales equipos aumentarán en un grado mucho mayor.
Las capacidades de las grúas para camiones modernos permiten elevar una carga de 9 toneladas hasta una altura de hasta 50 metros, lo que permite colocar en una PMU de un diseño de radar similar para detectar objetivos de bajo vuelo
¿Parecería bastante normal para los sistemas de defensa aérea de corto alcance del tipo Pantsir-SM? Pero en la práctica, los terrenos irregulares, bosques, edificios y otros obstáculos naturales y artificiales reducirán este valor varias veces.
¿Cuál es la altura mínima necesaria para elevar el radar con el fin de garantizar la detección de objetivos de bajo vuelo?
Rango de visibilidad directa según la altura de colocación de los medios de detección, excluyendo el terreno
La altura a la que deben elevarse los medios de detección para compensar las irregularidades del terreno puede variar en cada caso particular. En la mayoría de los casos, la diferencia de elevación en el territorio llano de Rusia dentro del rango de km 100-200 no es más que los medidores 100-200. En las zonas montañosas, la diferencia puede ser significativamente mayor, y es difícil especificar un valor específico.
Perfil de elevacion
Convencionalmente para sistemas SAM de corto alcance (hasta 40-50 km), puede tomar la altura necesaria para compensar terrenos irregulares en medidores 100, para sistemas SAM de rango medio (hasta 50-150 km), la altura necesaria para compensar terrenos irregulares será de 200 metros.
Por lo tanto, la altura mínima de ubicación del radar para detectar objetivos de bajo vuelo para sistemas SAM de corto alcance es de aproximadamente 200 medidores, para sistemas de mediano alcance SAM, aproximadamente 700 medidores. La altura del radar para garantizar que los sistemas de defensa aérea de largo alcance sobre el horizonte sean comparables a la altitud de la aeronave DRLO, del orden de 10 000 m, en este caso el terreno juega un valor significativamente menor.
Estas alturas hacen que el uso de la PMU sea imposible, pero existen otras formas de "mirar más allá del horizonte".
Radar aerostato
Uno de tales métodos es el uso de globos. En los Estados Unidos, el proyecto JLENS está siendo implementado. El proyecto prevé el despliegue de equipos de radar y reconocimiento óptico en aerostatos fijos en ciertos puntos del país y destinados a detectar misiles de crucero de bajo vuelo. La altura de los globos es 3 - 4,5 km, la masa de carga útil es de aproximadamente tres toneladas. El rango de detección de objetivos aéreos debe ser del orden de 550 km, objetivos en tierra del orden de 225 km. Además de la detección, el globo JLENS debe proporcionar una designación de objetivo sobre el horizonte para los misiles tierra-aire. Para mantener el globo en posición e intercambio de datos, se supone que utiliza un cable que incluye cables de alimentación y cables de transmisión de datos de fibra óptica en una trenza de carbono.
El principio de funcionamiento y el globo del proyecto JLENS.
La máquina para tejer preformas de fibra de carbono también se puede utilizar para hacer una cubierta para cables de alta resistencia.
En el marco de la tarea que estamos considerando, este proyecto tiene varios inconvenientes: el globo no es muy conveniente para el movimiento permanente de los vehículos y, si es posible, debe estar vinculado a un cierto punto, lo que excluye la posibilidad de cambiar de posición con los sistemas de defensa aérea móviles y es inaceptable. Además, el enorme tamaño del globo (longitud sobre los medidores 70) puede interferir teóricamente con su operación en vientos racheados fuertes.
Por otro lado, el concepto en sí es bastante prometedor. Colocado en radares aeroespaciales, el radar puede cubrir objetos estacionarios de VHE de bajo vuelo, principalmente como minas de misiles balísticos intercontinentales (ICBM), bases submarinas, portadores de misiles balísticos, aeródromos de bombarderos estratégicos, centrales nucleares y otros elementos críticos de las fuerzas armadas y la infraestructura del país. .
Por lo tanto, a pesar del hecho de que los aerostatos no son los medios óptimos para proporcionar a los sistemas de defensa aérea la posibilidad de golpear objetivos más allá de la línea del horizonte, pueden desempeñar un papel importante en la cobertura de objetos estacionarios especialmente importantes de un golpe repentino por parte de los EHV enemigos de bajo vuelo. Su principal ventaja es la posibilidad de una permanencia casi continua en el aire sin costos significativos de combustible y electricidad.
En Rusia, tales globos son desarrollados por RosAeroSystems. En particular, es posible considerar un globo atado de gran volumen "PUMA". El globo Puma fue diseñado como un portador de radar para la vigilancia por radar las 24 horas del día desde altitudes hasta 5 km durante los días 30 sin aterrizar.
El radio estimado de detección y seguimiento de los objetivos aéreos será 300-350 km. El globo debe soportar vientos huracanados de hasta 46 m / sy rayos directos. El globo es sostenido por un cable durante el ascenso, el descenso y el estacionamiento a la altura de trabajo, también proporciona alimentación para sistemas a bordo y carga útil con una potencia de hasta 40 kW, así como también para rayos y electricidad estática. La carga útil del globo PUMA es de hasta 2250 kg.
Globo adjunto de gran volumen "PUMA".
Al parecer, las fuerzas armadas rusas están trabajando en esta dirección:
En julio, 2015, Asesor del Primer Director General Adjunto de la Intervención de Tecnologías Radioelectrónicas (KRET), Vladimir Mikheev, dijo a RIA noticias sobre el inicio del trabajo en el proyecto de aeronave para las necesidades de la defensa antimisiles del país. Puede convertirse en un elemento de pleno derecho del sistema de alerta de ataque con misiles (EWS), que hoy consta de dos escalones: la constelación de satélites orbitales y las estaciones de radar terrestres.
En el caso de la preocupación de Almaz-Antey, es necesario que los globos y las aeronaves no solo puedan advertir sobre la amenaza de un ataque aéreo, sino también los misiles guiados antiaéreos directos (SAM), equipados con un cabezal de radar activo (ARGSN), en los objetivos identificados.
Quadcopters y otros vehículos aéreos no tripulados (UAV) despegue y aterrizaje vertical
Volvamos al sistema de defensa aérea. Para empezar, consideraremos los sistemas de defensa aérea de corto y mediano alcance, para los cuales se requiere elevar el radar a una altura de los medidores 200 y 700, respectivamente.
Al comienzo de 2018, Boeing presentó un prototipo de un avión de carga quadcopter eléctrico no tripulado. Este UAV está diseñado para probar y depurar las tecnologías necesarias para la creación de aviones de carga y pasajeros de próxima generación. La longitud del medidor UAV 4,57 experimentado, el ancho del medidor 5,49, la altura del medidor 1,22, el peso, incluido el peso de las baterías, es de kilogramos 339. Carga útil - hasta 226 kg. El diseño incluye cuatro motores eléctricos con ocho rotores.
Quadcopter de carga de Boeing
Presentación quadcopter de la empresa Boeing.
Los quadcopters eléctricos (UAV) pueden ser una solución efectiva para la detección de EAS de bajo vuelo para sistemas de misiles de defensa aérea terrestres y marítimos.
El quadcopter-UAV eléctrico debe colocarse en el portador del vehículo, también se debe colocar un grupo electrógeno diesel (DGU) para proporcionar electricidad al UAV. Desafortunadamente, en este momento se desconoce 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 variante, no se necesitan baterías recargables para mantener un vuelo largo, la fuente de alimentación es proporcionada por el vehículo de transporte, solo hay una pequeña batería de respaldo para el aterrizaje de emergencia del UAV, probablemente esta opción puede considerarse óptima;
- la segunda opción se puede usar si el peso del cable requerido para suministrar la potencia necesaria al quadcopter es demasiado grande, en este caso las baterías o supercapacitores (ionistores) con una función de carga rápida deben colocarse en el quadcopter.
Para garantizar la continuidad de permanecer en el aire para cuatro sistemas de defensa aérea de corto alcance, al menos dos vehículos de transporte con UAV son necesarios. El tiempo que el UAV está en el aire estará limitado solo por la disponibilidad de combustible para un grupo electrógeno diesel.
En lugar de un quadcopter eléctrico, se puede implementar un UAV sobre la base de motores de pistón de gasolina o diesel. En Rusia, SKYF Technology se dedica al desarrollo y producción de tales soluciones, ofreciendo un UAV de despegue y aterrizaje vertical de SKYF a un cliente. En este momento, la capacidad de carga útil UAV de SKYF es 250 kilogramo con la perspectiva de aumentar a 400 kilogramo. La altura del vuelo del UAV a metros 3000.
Gasolina UAV despegue y aterrizaje vertical.
Demostración de vuelo SKYF UAV
Presentación SKYF UAV
Anteriormente, Horizont fue anunciado por el UAV del tipo de helicóptero Horizon Air S-100 con un radar de revisión circular basado en el austriaco Schiebel Camcopter S-100. Montado en esta revisión circular de radar UAV "Hummingbird", instalado en la parte inferior del fuselaje, se está desarrollando en conjunto con el "Instituto de Investigación de Radio Física" de Moscú. La masa total del equipo de radar no debe ser superior a 6,5 kg, el rango requerido en el modo de vista circular (UAV hang) no es inferior a 200 km, en el modo de apertura sintetizada no inferior a 20 km.
La carga útil de este UAV es demasiado pequeña (35 kg) para acomodar un radar con características aceptables, lo que puede ser interesante como concepto. Horas continuas en el aire 6.
UAV de tipo helicóptero fabricados por Horizon con un radar de visión circular
Los ejemplos dados de quadcopters-UAV no pueden participar directamente en la colocación del 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, está relacionado con los quadrocopters-UAVs eléctricos.
Los requisitos principales para un UAV de tipo quadcopter o un tipo de UAV-DRLO de helicóptero deben ser una alta confiabilidad y la posibilidad de permanecer en el aire por un período prolongado, asegurando el rendimiento de vuelo especificado (LTH), así como una vida útil y una hora de vuelo bajas.
UAV de altura
Para los UAV de largo alcance, un UAV de despegue y aterrizaje vertical ya no será una herramienta de reconocimiento suficiente y efectiva, ya que la altura de ubicación del radar, para alcanzar un rango de aproximadamente 400 km, debe exceder los medidores 10 000.
Supuestamente, como un radar volador para sistemas de misiles de defensa aérea de largo alcance, se pueden usar UAV de larga duración, tipo de avión, dimensión media o larga.
Uno de los candidatos para el papel de un prometedor zumbido-DRLO puede convertirse en un 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 Altius-M en la Oficina de Diseño de Sokol (Kazan) junto con la empresa Transas. La duración de su vuelo debe ser de hasta 48 horas, el rango de vuelo es de 10 km. En 000, el programa Altair UAV se transfirió a la Planta Ural de Civil aviación"(UZGA). Las pruebas de vuelo del UAV Altair deberían comenzar en 2019.
Prototipo UAV Altair
Dispositivos de este tipo se están desarrollando en otros países. En particular, la empresa china CETC está desarrollando un UAV JY-300. Un dispositivo de tamaño mediano debería convertirse en portador de antenas conformes y servir como un vehículo no tripulado AWED. Según los datos preliminares, el UAV JY-300 tiene un peso de despegue de aproximadamente 1300 kg y puede transportar 400 kg de carga útil. Puede volar hasta 12 horas, a altitudes de hasta 7,6 km. El diseño del radar de este avión no tripulado debe permitir la detección de objetivos aéreos y marítimos a largas distancias.
Prototipo UAV DRLO JY-300 de la empresa china CETC
Los vehículos aéreos no tripulados rusos medianos y grandes están plagados de muchos problemas, incluida la falta de motores domésticos compactos, potentes y económicos, la ausencia de la aviónica moderna. Uno de los problemas más importantes es la falta de canales de alta velocidad de transmisión de datos satelitales con alcance global, lo que permite gestionar el UAV y recibir información de inteligencia a gran distancia del punto de base.
El uso de un UAV DRLO con una larga duración de vuelo no requiere la presencia de dichos canales. En términos generales, el funcionamiento de un sistema de defensa aérea de largo alcance de un UAV de largo alcance puede tener este aspecto:
El UAV DRLO de largo alcance despega del aeródromo y entra en la zona de patrulla sobre las posiciones de la defensa aérea escalonada. Toda la información que se proporciona a los operadores del sistema de defensa aérea de largo alcance y, además, a través del punto de comando y control a los demás operadores del sistema de defensa aérea que forman parte del sistema de defensa aérea de nivel unido. El vuelo del UAV se debe realizar principalmente en modo automático en una trayectoria determinada. Un sistema de defensa aérea de largo alcance debe incluir dos UAV DRLO. En este caso, pueden cambiar su servicio en turnos sobre la posición del sistema de misiles de defensa aérea con una duración de 36-48 horas, dependiendo de la distancia del campo de aviación local.
Los requisitos para los UAV DRLO de largo alcance son los mismos que para los UAV para sistemas de misiles de defensa aérea de corto y mediano alcance: alta vida operativa y bajos costos de horas de vuelo.
La pregunta puede surgir: el título del artículo se refiere al trabajo del sistema de defensa aérea en objetivos de bajo vuelo sin involucrar a las aeronaves de la Fuerza Aérea, mientras que el UAV de un vuelo de larga duración se refiere claramente a la aviación. Aquí la pregunta está más bien en la afiliación departamental. En los Estados Unidos, por acuerdo de 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. Y actúan en su interés (la división de aviones en los Estados Unidos entre el Ejército y la Fuerza Aérea está bien escrita aquí). Así que nuestro caso, el hecho de que el UAV se refiera a un sistema específico de misiles de defensa aérea no permitirá el uso de su fuerza aérea para otros fines.
Echelon defensa aérea con drone drone
El uso de un quadrocopter tipo DRLO UAV y un DFLO UAV de larga duración le permitirá crear una cobertura de terreno de radar denso y garantizar la orientación de los misiles con ARGSN e IR GOS en el rango máximo.
Presumiblemente, dos sistemas de defensa aérea de corto alcance deberían tener un automóvil con un UAV AWAC de tipo cuadrocóptero o dos automóviles para cuatro sistemas de defensa aérea. El sistema de defensa aérea de alcance medio debe incluir dos vehículos con un UAV de tipo cuadrocóptero. Dos UAV de aviones no tripulados de largo alcance deben relacionarse con los sistemas de defensa aérea de largo alcance.
Durante el período de peligro o en el caso del inicio de las hostilidades, los UAV de vuelo largo deben llevar a cabo patrullas continuas sobre las posiciones del sistema de misiles de defensa aérea. Los UAV tipo quadrocopter de los sistemas de misiles de defensa aérea de corto y mediano alcance deben estar en vehículos de transporte listos para un lanzamiento inmediato. Si se detecta una amenaza aérea, debe lanzarse un UAV tipo quadrocopter en unos pocos minutos.
El costo del UAV en sí mismo y su tiempo de vuelo es tradicionalmente significativamente más bajo 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 AEW. En el caso de las instalaciones de defensa aérea equipadas con globos de alerta temprana aerotransportados, no se requieren vehículos aéreos no tripulados de larga duración y pueden excluirse de los sistemas de misiles de defensa aérea de largo alcance o pueden estar en el aeródromo listos para partir como herramienta de reconocimiento de respaldo y designación de objetivos.
UAV DRLO para flota
Anteriormente, solo se consideraba el uso de vehículos aéreos no tripulados en interés de los sistemas de defensa aérea terrestres. Pero no menos, y quizás más importante, es el uso de un UAV de tipo quadcopter y un UAV con una larga duración de vuelo en interés de la defensa aérea de los buques de guerra flota (Marina) Dado el hecho de que no tenemos portaaviones y, en consecuencia, los aviones AWACS en ellos, los buques rusos modernos están poco 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 bajo vuelo.
El uso de vehículos aéreos no tripulados tipo quadrocopter en barcos de la Armada rusa permitirá empujar significativamente la línea de destrucción de objetivos de bajo vuelo. Y el envío de un UAV con una larga duración y rango de vuelo al área donde se ubican los barcos de la Armada les brindará capacidades adicionales para reconocer las fuerzas enemigas y emitir la designación del objetivo al misil. brazos largo alcance.
El concepto del barco británico Dreadnought 2050 con un UAV conectado al barco con un cable de nanotubos de carbono y un cable superconductor con enfriamiento criogénico
No se puede descartar el uso de globos y dirigibles en interés de la Armada, especialmente porque histórico Hay ejemplos del uso de globos por la flota rusa.
Crucero "Rus" con un aerostato adjunto
Hallazgos
Se aplastará la defensa en tierra y en la superficie sin la posibilidad de atacar objetivos de bajo vuelo a larga distancia.
Para resolver este problema en aras de los sistemas SAM de corto y mediano alcance, es necesario crear un UAV DRLO de tipo cuadrocóptero, preferiblemente con una fuente de alimentación a través del cable del vehículo portador.
Para los sistemas de defensa aérea de largo alcance es necesario intensificar el desarrollo de los UAV de UAV de larga duración.
Para objetos estacionarios de gran importancia se pueden utilizar globos AEW.
Todos los sistemas mencionados anteriormente (aviones no tripulados de tipo quadrocopter, aviones no tripulados de larga duración y aviones no tripulados de alerta temprana) son de gran importancia para mejorar la eficiencia y la supervivencia no solo de los sistemas de defensa aérea terrestres, sino también de los buques de la Armada rusa.