Rozwój technologii prowadzi do pojawienia się obiecujących systemów walki, którym prawie nie można się oprzeć za pomocą istniejącej broni. W szczególności obiecujące rakiety powietrze-powietrze i laserowe systemy samoobrony dla samolotów bojowych mogą radykalnie zmienić format wojny powietrznej. Wcześniej omówiliśmy odpowiednie technologie w artykułach Broń laserowa na samolotach bojowych. Czy możesz mu się oprzeć? oraz pociski przeciwrakietowe powietrze-powietrze. Opracowane zostaną również systemy walki elektronicznej (EW), zdolne do skutecznego zwalczania pocisków powietrze-powietrze i ziemia-powietrze (W-E) z głowicą samonaprowadzającą. Co więcej, w wielkoskalowych samolotach bojowych, na przykład w obiecującym amerykańskim bombowcu B-21 Raider, kompleksy te mogą być porównywalne pod względem skuteczności ze sprzętem walki elektronicznej rozmieszczonym na specjalistycznych samolotach.
Oczywiście pojawienie się zaawansowanych systemów obrony dla samolotów bojowych nie może pozostać bez odpowiedzi i konieczna będzie odpowiednia ewolucja pocisków powietrze-powietrze, zdolnych do pokonania takiej ochrony z akceptowalnym prawdopodobieństwem.
Zadanie to będzie dość trudne, ponieważ obiecujące systemy samoobrony uzupełniają się wzajemnie, co utrudnia opracowanie skutecznych środków zaradczych. Przykładowo, pojawienie się laserowych systemów samoobrony będzie wymagało wyposażenia rakiet w ochronę antylaserową, która wbrew powszechnemu przekonaniu nie może być wykonana z folii ani srebrnej farby, a będzie dość ciężka i nieporęczna. Z kolei wzrost masy i wymiarów pocisków V-V sprawi, że staną się one łatwiejszym celem dla pocisków V-V, które nie wymagają ochrony przeciwlaserowej.
Tak więc, aby nadać obiecującym pociskom powietrze-powietrze możliwość trafienia w obiecujące samoloty bojowe wyposażone w pociski przeciwrakietowe, laserowe systemy samoobrony i środki walki elektronicznej, konieczne będzie wdrożenie całego szeregu środków, co rozważymy w tym artykule.
Silniki
Silnik jest sercem rakiet V-V. To parametry silnika określają zasięg i prędkość pocisku, maksymalną dopuszczalną masę naprowadzacza (GOS) oraz masę głowicy (głowicy). Również moc silnika jest jednym z czynników decydujących o zwrotności rakiety.
Obecnie głównymi systemami napędowymi pocisków powietrze-powietrze są nadal silniki rakietowe na paliwo stałe (silniki rakietowe na paliwo stałe). Obiecującym rozwiązaniem jest silnik strumieniowy (ramjet) - zainstalowany na najnowszym europejskim pocisku MBDA Meteor.
Zastosowanie silnika strumieniowego umożliwia zwiększenie zasięgu ognia, natomiast pocisk o porównywalnym zasięgu z paliwem stałym będzie miał duże wymiary lub gorsze parametry energetyczne, co negatywnie wpłynie na jego zdolność do intensywnego manewrowania. Z kolei silnik strumieniowy może mieć również ograniczenia w intensywności manewrowania ze względu na ograniczenia kątów natarcia i poślizgu wymaganych do prawidłowego działania silnika strumieniowego.
Tak więc obiecujące pociski V-B w każdym przypadku będą zawierać stałe paliwo, aby osiągnąć minimalną prędkość wymaganą do wystrzelenia silnika strumieniowego, a także sam strumień. Niewykluczone, że pociski VB staną się dwustopniowe – w pierwszym etapie będą się znajdować stałe materiały miotające do przyspieszania i silnik strumieniowy, a w drugim tylko stałe materiały miotające, aby zapewnić intensywne manewry na końcowym odcinku przy zbliżaniu się do celu, w tym do unikania rakiet przeciwlotniczych i zmniejszania skuteczności laserowych systemów samoobrony wroga.
Zamiast paliwa stałego stosowanego w paliwach stałych można opracować paliwa żelowe lub pasty (RPM). Takie silniki są trudniejsze do zaprojektowania i wyprodukowania, ale zapewnią lepszą charakterystykę energetyczną w porównaniu z paliwem stałym, a także możliwość dławienia ciągu i możliwość włączania / wyłączania obrotów.
Super zwrotność
W obiecujących pociskach powietrze-powietrze możliwość intensywnego manewrowania będzie wymagana nie tylko do pokonania wysoce zwrotnych celów, ale także do wykonywania intensywnych manewrów, które zapobiegają pokonaniu pocisków przeciwrakietowych VV i zmniejszają skuteczność laserowego samopomocy przeciwnika. systemy obronne.
Aby zwiększyć manewrowość pocisków V-V, można zastosować silniki sterujące wektorem ciągu (VVT) i / lub silniki sterujące poprzeczne jako część dynamicznego paska sterującego gazem.
Zastosowanie UHT lub gazowo-dynamicznego pasa kontrolnego pozwoli obiecującym pociskom V-V zarówno zwiększyć skuteczność pokonywania obiecujących systemów samoobrony wroga, jak i zapewnić bezpośrednie trafienie w cel (hit-to-kill).
Trzeba poczynić uwagę – zdolność do intensywnego manewrowania, nawet przy wystarczającej energii rakiety VV zapewnionej przez silnik strumieniowy lub RPMT, nie zapewni skutecznej ucieczki przed wrogimi pociskami przeciwrakietowymi – konieczne będzie zapewnienie wykrycia nadlatującego przeciwrakietowe, ponieważ zapewni intensywne manewrowanie przez cały lot rakiety B-B jest niemożliwe.
Ograniczona widoczność
Aby przeciwrakietowy lub laserowy system samoobrony samolotu bojowego mógł atakować nadlatujące pociski powietrze-powietrze, należy je wcześniej wykryć. Nowoczesne systemy ostrzegania przed atakami rakietowymi potrafią to robić z dużą skutecznością, w tym wyznaczać trajektorię nadlatujących pocisków powietrze-powietrze lub zachód-powietrze.
Zastosowanie środków zmniejszających widoczność pocisków powietrze-powietrze znacznie zmniejszy zasięg ich wykrywania przez systemy ostrzegania przed atakiem rakietowym.
Opracowano już pociski o obniżonym sygnaturze. W szczególności w latach 80. XX wieku Stany Zjednoczone opracowały i wprowadziły do etapu testów niewidzialny pocisk powietrze-powietrze Have Dash / Have Dash II. Jeden z wariantów rakiety Have Dash obejmował użycie silnika strumieniowego, który z kolei był rzekomo używany we wspomnianej już rakiecie B-B testowanej w Zatoce Perskiej.
Rakieta Have Dash posiada korpus wykonany z kompozytu radioabsorbującego na bazie grafitu o charakterystycznym fasetowanym kształcie o przekroju trójkątnym lub trapezowym. Na dziobie znajdowała się owiewka przezroczysta dla promieniowania radiowego/IR, pod którą znajdowała się głowica dwutrybowa z aktywnym radarem i pasywnymi kanałami naprowadzania na podczerwień, system naprowadzania inercyjnego (INS).
W momencie rozwoju US Air Force nie potrzebowało pocisków stealth, więc ich dalszy rozwój został zawieszony i prawdopodobnie sklasyfikowany i przeniesiony do statusu „czarnych” programów. W każdym razie rozwój pocisków Have Dash może i zostanie wykorzystany w obiecujących projektach.
W obiecujących pociskach V-B można podjąć działania w celu zmniejszenia sygnatury zarówno w zakresie fal radarowych (RL), jak i podczerwieni (IR). Palnik silnika może być częściowo osłonięty elementami konstrukcyjnymi, korpus wykonany jest z materiałów kompozytowych pochłaniających promieniowanie, z uwzględnieniem optymalnego ponownego odbicia promieniowania radarowego.
Zmniejszenie sygnatury radarowej obiecujących pocisków V-V będzie utrudnione przez konieczność jednoczesnego zapewnienia im skutecznej ochrony przeciwlaserowej.
Ochrona antylaserowa
W najbliższej dekadzie broń laserowa może stać się nieodłącznym atrybutem samolotów bojowych i śmigłowców. W pierwszym etapie jego możliwości pozwolą na pokonanie celownika optycznego pocisków V-V i Z-V, a w przyszłości, wraz ze wzrostem mocy, samych pocisków V-V i Z-V.
Charakterystyczną cechą broni laserowej jest możliwość niemal natychmiastowego przekierowania wiązki z jednego celu na drugi. Na dużych wysokościach i prędkościach lotu niemożliwe jest zapewnienie ochrony za pomocą zasłon dymnych, przezroczystość optyczna atmosfery jest wysoka.
Po stronie pocisku V-V jest jego duża prędkość - skuteczny zasięg laserowej broni samoobrony raczej nie przekroczy 10-15 kilometrów, pocisk V-V pokona ten dystans w 5-10 sekund. Można założyć, że laser o mocy 150 kW trafi w niechroniony pocisk V-V w ciągu 2-3 sekund, czyli kompleks lasera samoobrony może odeprzeć uderzenie dwóch lub trzech takich pocisków.
Aby przezwyciężyć obiecujące laserowe systemy samoobrony, konieczne będzie zorganizowanie jednoczesnego podejścia do celu grupy pocisków V-B lub zwiększenie ich ochrony przed bronią laserową.
Zagadnienia ochrony amunicji przed silnym promieniowaniem laserowym zostały omówione w artykule Odporność na światło: Ochrona przed bronią laserową.
Można wyróżnić dwa kierunki. Pierwszym z nich jest zastosowanie ochrony ablacyjnej (z łac. ablatio – odebranie, przeniesienie masy) – której efekt polega na usunięciu materii z powierzchni chronionego obiektu przez strumień gorącego gazu i/lub na restrukturyzacja warstwy przyściennej, co razem znacznie ogranicza przenoszenie ciepła do chronionej powierzchni.
Drugim kierunkiem jest pokrycie korpusu kilkoma warstwami ochronnymi materiałów ogniotrwałych, na przykład powłoką ceramiczną na osnowie z kompozytu węglowo-węglowego. Ponadto górna warstwa musi mieć wysoką przewodność cieplną, aby zmaksymalizować dystrybucję ciepła z nagrzewania laserowego na powierzchni obudowy, a warstwa wewnętrzna musi mieć niską przewodność cieplną, aby chronić elementy wewnętrzne przed przegrzaniem.
Głównym pytaniem jest, jaką grubość i masę powinna stanowić powłoka rakiety V-B, aby wytrzymała uderzenie lasera o mocy 50-150 kW lub większej oraz jak wpłynie to na manewrowość i dynamikę rakiety. Musi być również połączona z wymaganiami dotyczącymi ukrycia.
Równie trudnym zadaniem jest ochrona poszukiwacza rakiet. Kwestionuje się przydatność pocisków V-V z naprowadzaczem IR przeciwko samolotom wyposażonym w laserowe systemy samoobrony. Jest mało prawdopodobne, aby termooptyczne żaluzje pasywne były w stanie wytrzymać oddziaływanie promieniowania laserowego o mocy od kilkudziesięciu do kilkuset kilowatów, a żaluzje mechaniczne nie zapewniają wymaganej prędkości zamykania w celu ochrony wrażliwych elementów.
Być może uda się osiągnąć działanie poszukiwacza podczerwieni w trybie „natychmiastowego podglądu”, kiedy głowica naprowadzająca jest prawie zawsze zamknięta wolframową przesłoną i otwiera się tylko na krótki czas, aby uzyskać obraz celu - w momencie kiedy nie ma promieniowania laserowego (jego obecność powinna być określana przez specjalny czujnik)…
Aby zapewnić działanie aktywnej głowicy naprowadzającej radar (ARLGSN), materiały ochronne muszą być przezroczyste w odpowiednim zakresie długości fal.
Ochrona EMP
Do niszczenia pocisków powietrze-powietrze z dużej odległości przeciwnik może potencjalnie użyć antyrakiet V-V z głowicą, która generuje potężny impuls elektromagnetyczny (amunicja EMP). Jedna amunicja EMP może potencjalnie trafić kilka wrogich pocisków V-B jednocześnie.
Aby zmniejszyć wpływ EMP amunicji, elementy elektroniczne można osłonić materiałami feromagnetycznymi, na przykład czymś w rodzaju „tkaniny ferrytowej” o wysokich właściwościach pochłaniających, o ciężarze właściwym zaledwie 0,2 kg/m2opracowany przez rosyjską firmę „Ferrit-Domain”.
Elementy elektroniczne mogą być używane do otwierania obwodów w przypadku silnych prądów indukcyjnych - diody Zenera i warystory, a ARLSN może być wykonany na bazie niskotemperaturowej ceramiki współspalanej odpornej na zakłócenia elektromagnetyczne (Low Temperature Co-Fired Ceramic - LTCC).
Aplikacja salwy
Jednym ze sposobów na pokonanie ochrony obiecujących samolotów bojowych jest masowe użycie rakiet B-B, np. kilkudziesięciu pocisków w salwie. Najnowszy myśliwiec F-15EX może przenosić do 22 pocisków AIM-120 lub do 44 małogabarytowych pocisków CUDA, rosyjski myśliwiec Su-35S - 10-14 pocisków VV (możliwe, że ich liczba zostanie zwiększona ze względu na użycie podwójnych pylonów zawieszenia lub użycie pocisków V-V o zmniejszonych rozmiarach). Myśliwiec piątej generacji Su-57 ma również 14 punktów zawieszenia (w tym zewnętrzne). Możliwości innych myśliwców piątej generacji są pod tym względem skromniejsze.
Pytanie brzmi, jak skuteczna będzie taka taktyka przy jednoczesnym zwalczaniu walki elektronicznej, pocisków przeciwrakietowych głowicami elektromagnetycznymi, pocisków przeciwrakietowych średniego zasięgu typu CUDA, małych pocisków antyrakietowych typu MSDM/MHTK/HKAMS oraz samo- systemy obronne. Istnieje możliwość, że „klasyczne” niechronione pociski powietrze-powietrze mogą stać się nieskuteczne ze względu na ich dużą podatność na obiecujące systemy samoobrony dla samolotów bojowych.
UAV - nośnik pocisków V-V
Możliwe jest zwiększenie liczby pocisków V-V w salwie i zbliżenie ich do atakowanego samolotu za pomocą niedrogiego, niepozornego bezzałogowego statku powietrznego (UAV) w połączeniu z samolotem bojowym. Takie bezzałogowe statki powietrzne są obecnie aktywnie rozwijane w interesie sił powietrznych USA.
General Atomics i Lockheed Martin, na zlecenie Agencji Zaawansowanych Projektów Badawczych Departamentu Obrony USA, DARPA, opracowują bezzałogowy statek powietrzny typu stealth z możliwością użycia broni powietrze-powietrze w ramach programu LongShot. Podczas ataku takie UAV mogą poruszać się przed atakującym myśliwcem, zwiększając liczbę pocisków B-B w salwie, co pozwala im zaoszczędzić energię na końcowy segment. Słaba widzialność radiologiczna i podczerwona nośnika UAV opóźni moment uruchomienia pokładowych systemów samoobrony atakowanego samolotu.
Aby określić moment uruchomienia systemów obrony powietrznej atakowanego samolotu - wystrzelenie pocisków przeciwrakietowych V-V, włączenie środków walki elektronicznej, UAV można wyposażyć w specjalistyczny sprzęt. Można rozważyć opcję, w której lotniskowiec UAV będzie pełnił rolę „kamikaze”, podążając za pociskami V-V, osłaniając je środkami walki elektronicznej i przekazując zewnętrzne oznaczenie celu z samolotu przewoźnika.
Takie bezzałogowce nie muszą być w powietrzu, ale zwiększy to ich rozmiar i koszt. Z kolei rozmieszczenie w powietrzu będzie wymagało zwiększenia gabarytów i nośności lotniskowca, o czym już mówiliśmy - aż do pojawienia się swego rodzaju „lotniskowców”, o czym pisaliśmy w artykule US Air Force Combat Gremliny: Ożywienie koncepcji lotniskowców.
Jazda hiperdźwiękowa
Jeszcze bardziej radykalnym rozwiązaniem mogłoby być stworzenie ciężkich pocisków V-V z subamunicją w postaci niewielkich pocisków V-V zamiast głowicy monoblokowej. Mogą być wyposażone w silnik strumieniowy, który zapewnia wysoką prędkość lotu naddźwiękowego lub nawet naddźwiękowego na większości trajektorii.
Przeciwlotnicze kierowane pociski rakietowe (SAM) z pociskami o kalibrze od 30 do 55 mm i długości od 400 do 800 mm powstały w nazistowskich Niemczech, jednak wtedy były niekierowaną amunicją odłamkowo-wybuchową (HE).
W Rosji opracowywane są obiecujące pociski powietrze-powietrze i ciężkie pociski VV dla myśliwców przechwytujących MiG-31 oraz obiecujące MiG-41, w których perspektywiczne pociski powietrze-powietrze K-77M, będące rozwinięciem RVV -Rakiety SD, będą używane jako amunicja. Zakłada się, że posłużą do niszczenia celów naddźwiękowych - obecność kilku indywidualnie naprowadzających pocisków podwodnych zwiększy prawdopodobieństwo trafienia skomplikowanych celów o dużej prędkości.
Można jednak przypuszczać, że obiecujący ciężki pocisk V-B będzie bardziej poszukiwany właśnie do niszczenia samolotów bojowych wyposażonych w obiecujące systemy samoobrony.
Podobnie jak w przypadku bezzałogowych statków powietrznych, pierwszy stopień pocisku VB, będącego nośnikiem amunicji, może być również wyposażony w środki wykrywania ataku rakietami przeciwrakietowymi, wykrywanie użycia przez przeciwnika elektronicznego sprzętu bojowego oraz własnego elektronicznego sprzęt bojowy i sprzęt do przekazywania oznaczeń celów z nośnika do amunicji.
Fałszywe cele
Jeden z elementów wyposażenia nośników UAV i dodatek do pocisków kierowanych obiecujących ciężkich pocisków V-V może stać się fałszywymi celami. Istnieją pewne problemy, które komplikują ich użycie - operacje bojowe w powietrzu prowadzone są przy dużych prędkościach z intensywnym manewrowaniem, więc fałszywego celu nie można wykonać za pomocą zwykłego „pustka”. Powinien zawierać co najmniej silnik z doprowadzeniem paliwa, prosty INS i sterowanie, ewentualnie odbiornik do odbierania informacji z zewnętrznego źródła wyznaczania celów.
Wydawałoby się - po co więc, w rzeczywistości jest to prawie rakieta V-V? Jednak brak głowicy bojowej, sterowania poprzecznego i/lub silników UHT, rezygnacja z technologii zmniejszania widoczności, a co najważniejsze – z drogiego systemu naprowadzania, sprawi, że fałszywy cel będzie kilkakrotnie tańszy niż „prawdziwy” pocisk VB i kilka razy mniejszy.
Oznacza to, że zamiast jednego pocisku B-B można umieścić 2-4 wabiki, które mogą w przybliżeniu utrzymać kurs i prędkość w stosunku do prawdziwych pocisków B-B. Mogą być wyposażone w narożne reflektory lub soczewki Luneberg, aby uzyskać efektywną powierzchnię rozpraszania (EPR) równoważną z „prawdziwymi” pociskami VB.
Dodatkowe podobieństwo między wabikami a prawdziwymi rakietami powietrze-powietrze powinien zapewnić inteligentny algorytm ataku.
Inteligentny algorytm ataku
Najważniejszym elementem zapewniającym skuteczność ataku obiecującymi pociskami powietrze-powietrze powinien być inteligentny algorytm zapewniający interakcję między samolotem nośnikowym, nośnikami pośrednimi – hipersonicznym blokiem wspomagającym lub UAV, pociskami powietrze-powietrze oraz wabiki.
Konieczne jest zapewnienie ataku na cel z optymalnego kierunku, synchronizacja fałszywych celów i pocisków V-B zgodnie z czasem przybycia (prędkość lotu można zmienić poprzez włączenie/wyłączenie lub zdławienie obiecujących silników rakietowych).
Na przykład, po rozdzieleniu pocisków B-B i wabików, jeśli istnieje kanał sterowania na tych ostatnich, wabiki mogą wykonywać proste manewry razem z pociskami B-B. W przypadku braku kanału kontrolnego dla fałszywych celów, mogą przez pewien czas poruszać się w tym samym kierunku, co pociski, nawet gdy cel zmienia kierunek lotu, co utrudnia przechwytującym VB określenie, gdzie znajduje się prawdziwy cel, oraz gdzie fałszywa, aż do momentu, kiedy optymalny czas obrotu trafi w cel z minimalnej odległości lub zniszczenie kanału kontrolnego przez UAV lub górny stopień.
Wróg będzie próbował zagłuszyć kontrolę „stada” powietrzno-pocisków i wabików za pomocą walki elektronicznej. Aby temu przeciwdziałać, można rozważyć zastosowanie jednokierunkowej komunikacji optycznej „nośnik – BSP/górny stopień” oraz „BSP/górny stopień – pociski/wabiki V-V”.
wnioski
Pojawienie się na obiecujących samolotach bojowych skutecznych systemów rakietowych powietrze-powietrze, laserowych systemów samoobrony, sprzętu walki elektronicznej będzie wymagało opracowania obiecujących rakiet powietrze-powietrze nowej generacji.
Z kolei pojawienie się obiecujących powietrznych systemów samoobrony będzie miało znaczący wpływ na lotnictwo bojowe - może ono iść zarówno po ścieżce tworzenia systemów rozproszonych - załogowych samolotów i UAV różnych typów, połączonych w jedną sieć, jak i wzdłuż ścieżki zwiększania gabarytów samolotów bojowych i odpowiedniego wzrostu rozmieszczonej na nich broni, kompleksów samoobrony, elektronicznego sprzętu bojowego, zwiększając moc i wymiary radaru. Ponadto oba podejścia można łączyć.
Obiecujące samoloty bojowe mogą stać się swego rodzaju odpowiednikiem okrętów nawodnych - fregatami i niszczycielami, które nie robią uników, ale odpierają cios. W związku z tym środki ataku muszą ewoluować, biorąc pod uwagę ten czynnik.
Niezależnie od obranego podejścia do rozwoju lotnictwa bojowego, jedno można powiedzieć z całą pewnością – koszt prowadzenia wojny w powietrzu znacznie wzrośnie.
