W poprzednim artykule rozważaliśmy problem poszukiwania lotniskowców i grup uderzeniowych okrętów (AUG i KUG), a także kierowania na nie broni rakietowej za pomocą kosmicznych środków rozpoznania. Rozwój orbitalnych konstelacji satelitów rozpoznawczych i komunikacyjnych ma strategiczne znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa państwa, jednak wykrywanie grup lotniskowców i uderzenie marynarki wojennej (AUG i KUG) oraz naprowadzanie rakiet przeciwokrętowych (ASM) można je również skutecznie przeprowadzić innymi sposobami. W tym artykule rozważymy obiecujące kompleksy stratosferyczne, które można wykorzystać do rozwiązania tych problemów.
Satelity atmosferyczne - bezzałogowe sterowce stratosferyczne
W artykule Odrodzenie sterowców. Sterowce jako ważna część sił zbrojnych XXI wieku przyjrzeliśmy się możliwym obszarom wykorzystania sterowców na polu walki. Jednym z najskuteczniejszych sposobów ich wykorzystania jest tworzenie sterowców rozpoznawczych z kolosalną autonomią i polem widzenia.
Przykładem jest rosyjski projekt bezzałogowego sterowca „Berkut”, przeznaczonego do operowania na wysokości około 20-23 km przez sześć miesięcy. Długi czas lotu musi być zapewniony ze względu na brak załogi oraz system zasilania zasilany panelami słonecznymi. Główne zadania sterowca Berkut to zapewnienie przekaźnika komunikacyjnego i rozpoznanie na dużych wysokościach, w tym wykrywanie i identyfikacja obiektów lądowych i morskich.
Masa sprzętu rozpoznawczego, który można umieścić na sterowcu Berkut wynosi 1200 kilogramów, zainstalowany sprzęt jest zasilany prądem. Sterowiec może utrzymywać daną pozycję, podobnie jak satelita geostacjonarny. Na wysokości 20 kilometrów horyzont radiowy wynosi około 600-750 kilometrów, badana powierzchnia to ponad milion kilometrów kwadratowych, co jest porównywalne z obszarem terytorium Niemiec i Francji łącznie. Nowoczesne stacje radarowe (radary) z anteną z aktywnym układem fazowym (AFAR) mogą zapewnić zasięg wykrywania celów wielkopowierzchniowych w odległości około 500-600 kilometrów.
Sterowce mogą wznosić się wyżej. Prawie gwarantowane, ich działanie można zapewnić na wysokości około 30 kilometrów, a osiągana wysokość wznoszenia balonów meteorologicznych to nawet 50 kilometrów.
W 2005 roku Siły Zbrojne USA ogłosiły otwarcie programu budowy superwysokich wojskowych balonów i sterowców, które będą musiały operować praktycznie na dolnej granicy kosmosu. W tym samym roku Agencja Zaawansowanych Badań Obronnych DARPA przeprowadziła wstępne prace nad kształtowaniem wyglądu balonu rozpoznawczego zdolnego do operowania na wysokości około 80 km.
Jakie zadania można powierzyć bezzałogowym sterowcom na dużych wysokościach?
Przede wszystkim jest to kontrola granic państwowych Rosji, w tym morza. Sterowce na dużych wysokościach do wykrywania radarów dalekiego zasięgu (AWACS) mogą wykrywać nisko lecące pociski manewrujące i wyznaczać im cele dla samolotów myśliwskich i systemów rakiet przeciwlotniczych (SAM), co jest niemożliwe w przypadku stacjonarnych radarów nadhoryzontalnych (ZGRLS). Podobnie jak w przypadku kontroli akwenów, bezzałogowe sterowce mogą wykrywać peryskopy okrętów podwodnych, lotnictwa morskiego, statków jednopowierzchniowych, AUG i KUG.
Inną opcją mogłoby być rozmieszczenie bezzałogowych sterowców AWACS „na wodach neutralnych” – w kluczowych punktach światowych oceanów i/lub w strefie widoczności wrogich baz morskich. Obsługa takich sterowców może być wykonywana przez wyspecjalizowane statki lub na terytorium krajów zaprzyjaźnionych/neutralnych.
Potencjalnie bezzałogowe sterowce mogą towarzyszyć AUG natychmiast po opuszczeniu morza przez lotniskowiec. Niektórym sterowcom można przypisać dedykowane regiony kontrolne, w których muszą eskortować „swoje” AUG / KUG, przenosząc je w określonych punktach na sterowce następnego regionu.
Oczywiście nieporęczne sterowce są dość wrażliwym celem dla samolotów wroga, ale jest kilka niuansów: po pierwsze, gdy znajdują się w granicach państwa i w niewielkiej odległości od niej, bezpieczeństwo bezzałogowych sterowców może zapewnić lotnictwo Powietrza Siły Powietrzne (Air Force), podczas gdy my zapewnimy kontrolę naziemną w odległości około 600-800 kilometrów od granicy państwowej.
Po drugie, możliwość zapewnienia śledzenia z odległości około 500-600 kilometrów znacznie skomplikuje pracę lotnictwa opartego na lotniskowcach wroga, ponieważ albo organizacja ciągłej służby myśliwców w strefie zniszczenia sterowca drogą powietrzno-powietrzną potrzebne będą rakiety powietrzne, co z kolei doprowadzi do przyspieszonego zużycia zasobu silników lotniczych i dodatkowego kosztu czasu lotu, lub trzeba będzie skierować myśliwce bezpośrednio w zagrożony okres, w którym to przypadku sterowiec może opuścić dotknięty obszar, nawet biorąc pod uwagę jego niską prędkość.
Po trzecie, w przypadku rzeczywistego konfliktu, gdy AUG znajduje się w strefie widoczności sterowca rozpoznawczego i w zasięgu pocisków przeciwokrętowych wystrzeliwanych z SSGN, myśliwce z lotniskowca mogą zniszczyć bezzałogowy sterowiec, ale będą miały nie ma dokąd wrócić. I taką wymianę można uznać za całkiem akceptowalną.
Jeśli wysokość operacyjna bezzałogowych sterowców wzrośnie do 30-40 kilometrów, zestrzelenie ich stanie się jeszcze trudniejsze, a zasięg widzenia pokładowych środków rozpoznania znacznie wzrośnie.
Satelity atmosferyczne - elektryczne bezzałogowe statki powietrzne na dużych wysokościach
Bezzałogowe statki powietrzne na dużych wysokościach (UAV) o długim czasie lotu staną się dodatkiem do sterowców stratosferycznych. Zakłada się, że stratosferyczne bezzałogowce zasilane silnikami elektrycznymi zasilanymi bateriami i panelami słonecznymi będą mogły przebywać w powietrzu przez miesiące, a nawet lata.
Biorąc pod uwagę liczbę projektów, stratosferyczne bezzałogowce są niezwykle obiecującym obszarem. Przede wszystkim są uważane za alternatywę dla satelitów do rozmieszczania systemów łączności (zarówno do zastosowań cywilnych, jak i wojskowych), a także do obserwacji i rozpoznania.
Jednym z najbardziej ambitnych projektów jest bezzałogowy statek powietrzny SolarEagle (Vulture II) Boeinga, który ma zapewniać możliwość przekazywania łączności i rozpoznania, będąc nieprzerwanie w powietrzu przez pięć lat (!) na wysokości około dwudziestu kilometrów. Projekt jest finansowany przez agencję DARPA.
Rozpiętość skrzydeł UAV SolarEagle wynosi 120 metrów, maksymalna prędkość to do 80 kilometrów na godzinę. Panele słoneczne UAV SolarEagle mają wytwarzać 5 kilowatów energii elektrycznej, która będzie magazynowana do nocnych lotów w ogniwach paliwowych.
Kolejny wysokogórski elektryczny bezzałogowiec Solara 60 firmy Titan Aerospace, zakupiony przez Google w 2014 roku, jest również przeznaczony do długich lotów na wysokości ponad 20 kilometrów. Konstrukcja UAV Solara 60 obejmuje pojedynczy silnik elektryczny ze śmigłem o dużej średnicy, baterie litowo-polimerowe i panele słoneczne. Google planowało nabyć 11 000 bezzałogowych statków powietrznych Solara 60, aby dostarczać obrazy powierzchni Ziemi w czasie rzeczywistym i wdrażać Internet. Projekt został zawieszony w 2016 roku.
W 2001 roku NASA przetestowała elektryczny bezzałogowy statek powietrzny Helios na dużych wysokościach. Wysokość lotu wynosiła 29,5 km, czas lotu 40 minut.
Rosja ma w tym kierunku znacznie skromniejsze sukcesy. NPO im. Ławoczkina opracowuje projekt stratosferycznego bezzałogowego statku powietrznego „Aist” LA-252 o wysokości lotu 15-22 kilometrów i nośności 25 kilogramów. Dwa silniki elektryczne są zasilane panelami słonecznymi w dzień i bateriami w nocy.
Firma Tiber wraz z Advanced Research Fund (FPI) opracowuje stratosferyczny bezzałogowy statek powietrzny Sova zdolny do operowania na wysokości około 20 kilometrów.
W 2016 roku prototyp BSP SOVA przeleciał 50 godzin na wysokości 9 kilometrów. Niestety drugi prototyp o rozpiętości skrzydeł 28 metrów rozbił się podczas testów w 2018 roku. Drugi prototyp miał spędzić 30 dni w nieprzerwanym locie, osiągając wysokość 20 kilometrów.
Wady prawie wszystkich istniejących projektów stratosferycznych bezzałogowców elektrycznych można przypisać niewielkiej wartości ładowności - w najlepszym razie kilkaset kilogramów. Jednak nawet obciążalność prądowa pozwala na umieszczenie sprzętu rozpoznania optycznego i / lub sprzętu rozpoznania elektronicznego (RTR) na elektrycznych bezzałogowych pojazdach latających na dużych wysokościach.
Z drugiej strony ten typ samolotu jest dopiero na początku swojego rozwoju. Postęp w dziedzinie akumulatorów i silników elektrycznych pozwala nam mówić o komercyjnym lotnictwie pasażerskim, a upowszechnienie zielonej energii przyczynia się do dużej ilości prac nad poprawą sprawności ogniw słonecznych. UAV z wodorowymi ogniwami paliwowymi osiągają doskonałe wyniki.
Nie należy zapominać o postępie w rozwoju materiałów kompozytowych, pozwalających na zwiększenie wytrzymałości korpusu samolotu przy jednoczesnym zmniejszeniu masy i zmniejszeniu sygnatury radarowej, a także o technologiach druku 3D, które umożliwiają wytwarzanie lekkich i wytrzymałych części monolitycznych o złożonym struktura wewnętrzna, której wytworzenie tradycyjnymi metodami jest niemożliwe.
Razem pozwala to liczyć na pojawienie się na dużych wysokościach elektrycznych bezzałogowych statków powietrznych – właściwie satelitów atmosferycznych o zwiększonej nośności i praktycznie nieograniczonym zasięgu lotu.
Tak jak zmniejszenie wielkości i złożoności produkcji sztucznych satelitów Ziemi (AES), a także kosztów ich wystrzelenia, prowadzi do tego, że ich liczba na orbicie gwałtownie rośnie, tak udoskonalenie stratosferycznych UAV może prowadzić do podobny efekt w stratosferze, gdy w pewnym momencie na niebie pojawią się dziesiątki tysięcy elektrycznych bezzałogowych statków powietrznych na dużych wysokościach, które przekazują komunikację, wykonują obserwacje meteorologiczne, nawigację, rozpoznanie i rozwiązują ogromną liczbę innych zadań komercyjnych i wojskowych.
Co to oznacza dla nas w zakresie śledzenia AUG/KUG? Fakt, że nie będzie tak łatwo znaleźć rozpoznawczego UAV wśród ogromnej liczby samolotów załogowych, cywilnych i wojskowych UAV różnych krajów i do różnych celów.
W porównaniu z załogowymi samolotami rozpoznawczymi, innymi typami bezzałogowych statków powietrznych i sterowców stratosferycznych, elektryczne bezzałogowe statki powietrzne na dużych wysokościach powinny być znacznie mniej widoczne. Ich sygnatura termiczna jest praktycznie nieobecna, a sygnatura radarowa jest nieznaczna i można ją zmniejszyć za pomocą odpowiednich rozwiązań.
wnioski
Sterowce stratosferyczne i bezzałogowce elektryczne na dużych wysokościach mogą stanowić „drugi rzut” systemów rozpoznania i oznaczania celów, uzupełniając możliwości satelitów rozpoznawczych i zdolne w dużej mierze do neutralizacji „ciemnych punktów” w kwestii wykrywania AUG i KUG.
Podobnie jak orbitalne środki rozpoznania, sterowce stratosferyczne i wysokogórskie elektryczne bezzałogowce będą niezwykle skuteczne jako środki rozpoznania nie tylko dla Marynarki Wojennej, ale także dla innych rodzajów sił zbrojnych.
Należy pamiętać, że ważnym warunkiem zapewniającym operacyjność sterowców stratosferycznych i wysokogórskich elektrycznych bezzałogowych statków powietrznych jest dostępność globalnych systemów łączności satelitarnej - tylko w tym przypadku będą one mogły działać na odległość od granic państwowych Rosji.
