Od samego początku lotnictwo wojskowe dążyło do zwiększania prędkości i wysokości samolotów. Wzrost wysokości lotu umożliwił wydostanie się ze strefy rażenia artylerii przeciwlotniczej, połączenie dużej wysokości i prędkości pozwoliło na uzyskanie przewagi w walce powietrznej.
Nowym kamieniem milowym we wzroście wysokości i prędkości lotu samolotów bojowych było pojawienie się silników odrzutowych. Przez chwilę wydawało się, że lotnictwo ma tylko jeden sposób – latać szybciej i wyżej. Potwierdziły to bitwy powietrzne podczas wojny koreańskiej, w których ścierały się radzieckie myśliwce MiG-15 oraz amerykańskie myśliwce F-80, F-84 i F-86 Sabre.
Wszystko zmieniło się wraz z pojawieniem się i rozwojem nowej klasy broni - systemów rakiet przeciwlotniczych (SAM).
Era systemu obrony powietrznej
Pierwsze próbki systemów obrony przeciwlotniczej powstały w ZSRR, Wielkiej Brytanii, USA i nazistowskich Niemczech podczas II wojny światowej. Największe sukcesy odnieśli niemieccy deweloperzy, którzy byli w stanie wprowadzić do produkcji pilotażowej systemy obrony przeciwlotniczej Reintochter, Hs-117 Schmetterling i Wasserfall.
Ale systemy obrony powietrznej otrzymały znaczną dystrybucję dopiero w latach 50. XX wieku wraz z pojawieniem się radzieckich systemów obrony powietrznej C-25 / C-75, amerykańskiego MIM-3 Nike Ajax i brytyjskiego Bristol Bloodhound.
Możliwości systemu obrony przeciwlotniczej zostały wyraźnie zademonstrowane 1 maja 1960 r., kiedy na wysokości około 20 km został zestrzelony amerykański samolot rozpoznawczy na dużych wysokościach U-2, który wcześniej wykonywał loty rozpoznawcze nad terytorium ZSRR wielokrotnie, pozostając niedostępnym dla samolotów myśliwskich.
Jednak pierwsze użycie systemu obrony powietrznej na dużą skalę miało miejsce podczas wojny w Wietnamie. Przekazane przez stronę sowiecką systemy obrony powietrznej S-75 zmusiły lotnictwo amerykańskie do schodzenia na niskie wysokości. To z kolei naraziło samolot na ostrzał artylerii przeciwlotniczej, który stanowił około 60% zestrzelonych amerykańskich samolotów i śmigłowców.
Pewnym opóźnieniem w lotnictwie był wzrost prędkości – jako przykład możemy przytoczyć amerykański strategiczny naddźwiękowy samolot rozpoznawczy Lockheed SR-71 Blackbird, który ze względu na dużą prędkość, ponad 3 m, i wysokość do 25 000 metrów, nigdy nie został zestrzelony przez system obrony powietrznej, również w czasie wojny w Wietnamie. Niemniej jednak SR-71 nie przelatywał nad terytorium ZSRR, jedynie sporadycznie przechwytując niewielką część sowieckiej przestrzeni powietrznej w pobliżu granicy.
W przyszłości odejście lotnictwa na niskie i ultraniskie wysokości stało się z góry przesądzone. Usprawnienie systemu obrony przeciwlotniczej sprawiło, że loty samolotów bojowych na dużych wysokościach były prawie niemożliwe. Być może w dużej mierze wpłynęło to na porzucenie projektów takich wysokogórskich szybkich bombowców, jak radziecki T-4 (produkt 100) Biura Projektowego Sukhoi czy amerykański North American XB-70 Valkyrie. Główną taktyką lotnictwa bojowego było latanie na małych wysokościach w trybie pochylenia terenu i wyprowadzanie uderzeń z wykorzystaniem radarowych „martwych stref” oraz ograniczanie charakterystyk przeciwlotniczych pocisków kierowanych (SAM).
Decyzją odpowiedzi było pojawienie się w uzbrojeniu sił obrony przeciwlotniczej systemu obrony powietrznej krótkiego zasięgu typu S-125, zdolnego do uderzania w szybkie cele niskolatające. W przyszłości stale rosła liczba rodzajów systemów obrony powietrznej zdolnych do radzenia sobie z nisko latającymi celami - system obrony powietrznej Strela-2M, kompleks rakiet i dział przeciwlotniczych Tunguska (ZRPK), przenośne systemy rakiet przeciwlotniczych (MANPADS) pojawiły się. Niemniej jednak nie było gdzie zostawić niskich wysokości lotnictwa. Na średnich i dużych wysokościach klęska samolotów SAM była niemal nieunikniona, a wykorzystanie niskich wysokości i terenu, odpowiednio dużej prędkości i pory nocnej dało samolotom szansę na skuteczne zaatakowanie celu.
Kwintesencją rozwoju systemów obrony przeciwlotniczej były najnowsze radzieckie, a następnie rosyjskie kompleksy z rodziny S-300/S-400, zdolne do rażenia celów powietrznych na odległość do 400 km. Jeszcze lepsze parametry powinien posiadać obiecujący system obrony powietrznej S-500, który powinien zostać przyjęty do służby w nadchodzących latach.
„Niewidzialne samoloty” i wojna elektroniczna
Odpowiedzią producentów samolotów było powszechne wprowadzenie technologii zmniejszania sygnatury radarowej i termicznej samolotów bojowych. Pomimo faktu, że teoretyczne warunki rozwoju dyskretnego samolotu zostały stworzone przez radzieckiego fizyka teoretycznego i nauczyciela w dziedzinie dyfrakcji fal elektromagnetycznych Petera Yakovlevicha Ufimtseva, nie zyskały uznania w domu, ale zostały dokładnie przestudiowane „za granicą”, w wyniku czego w środowisku powstały pierwsze samoloty w ścisłej tajemnicy, których główną cechą wyróżniającą było maksymalne wykorzystanie technologii zmniejszających widoczność - bombowca taktycznego F-117 i bombowca strategicznego B-2.
Trzeba zrozumieć, że technologie zmniejszania widzialności nie powodują, że samolot jest „niewidzialny”, jak można by sądzić z potocznego określenia „niewidzialny samolot”, ale znacznie zmniejszają zasięg wykrywania i zasięg przechwytywania samolotu przez głowice naprowadzające pociski. Niemniej jednak ulepszenie radaru nowoczesnych systemów obrony powietrznej zmusza dyskretne samoloty do „przytulania się” do ziemi. Również niepozorne samoloty można łatwo wykryć wizualnie w ciągu dnia, co stało się oczywiste po zniszczeniu najnowszego F-117 przez starożytny system obrony przeciwlotniczej S-125 podczas wojny w Jugosławii.
W pierwszym „samolocie stealth” osiągi lotu i niezawodność operacyjną samolotu poświęcono technologiom stealth. W samolotach piątej generacji F-22 i F-35 technologie stealth są połączone z dość wysokimi parametrami lotu. Z biegiem czasu technologie stealth zaczęły rozprzestrzeniać się nie tylko na załogowe samoloty, ale także na bezzałogowe statki powietrzne (UAV), pociski manewrujące (CR) i inną broń z powietrza (SVN).
Innym rozwiązaniem było aktywne wykorzystanie walki elektronicznej (EW), której zastosowanie znacząco wpłynęło na zasięg wykrywania i niszczenia systemów rakietowych obrony przeciwlotniczej. Sprzęt walki elektronicznej może być umieszczony zarówno na samym lotnisku, jak i na specjalistycznych samolotach walki elektronicznej lub fałszywych celach, takich jak MALD.
Wszystko to razem znacznie skomplikowało życie obrony przeciwlotniczej ze względu na znacznie skrócony czas wykrywania i atakowania celów. Od twórców systemu obrony powietrznej wymagane były nowe rozwiązania, aby zmienić sytuację na ich korzyść.
AFAR i SAM z ARLGSN
I takie rozwiązania zostały znalezione. Przede wszystkim zwiększono możliwość wykrywania celów systemu rakietowego obrony powietrznej dzięki wprowadzeniu radaru z aktywnym fazowanym układem antenowym (AFAR). Radary z AFAR mają znacznie większe możliwości w porównaniu z innymi typami radarów w wykrywaniu celów, izolowaniu ich na tle zakłóceń, możliwości zagłuszania samego radaru.
Po drugie, pojawiły się pociski z aktywnym układem anten radarowych, które mogą być również wykorzystywane przez AFAR. Zastosowanie pocisków z ARLGSN pozwala atakować cele niemal całą amunicją systemu obrony przeciwrakietowej bez uwzględniania liczby kanałów oświetlania celów radarowego systemu obrony przeciwlotniczej.
Dużo ważniejsza jest jednak możliwość nadawania oznaczenia celu rakietom przeciwlotniczym z AFAR ze źródeł zewnętrznych, np. z samolotów wczesnego wykrywania radarowego (AWACS), sterowców i balonów czy bezzałogowych statków powietrznych AWACS. Umożliwia to wyrównanie zasięgu detekcji celów nisko latających z zasięgiem detekcji celów na dużych wysokościach, neutralizując zalety lotu na niskich wysokościach.
Oprócz pocisków z ARLGSN, zdolnych do naprowadzania na zewnętrzne oznaczenie celu, pojawiają się nowe rozwiązania, które mogą znacznie skomplikować działania lotnictwa na niskich wysokościach.
Nowe zagrożenia na niskich wysokościach
Coraz większą popularnością cieszą się SAM-y ze sterowaniem gazowo-dynamicznym / parowym, które zapewniają między innymi poprzecznie umieszczone mikrosilniki. Dzięki temu pociski mogą realizować przeciążenia rzędu 60 G w celu niszczenia szybkich, zwrotnych celów.
Opracowano kierowane pociski i pociski ze zdalną detonacją na trajektorii dla dział automatycznych, które mogą skutecznie uderzać w szybko poruszające się nisko latające cele. Wyposażenie artylerii przeciwlotniczej w szybkie napędy naprowadzające zapewni im minimalny czas reakcji na nagle pojawiające się cele.
Z czasem poważnym zagrożeniem staną się, z natychmiastową reakcją, systemy obrony przeciwlotniczej oparte na broni laserowej, które uzupełnią tradycyjne przeciwlotnicze pociski kierowane i artylerię przeciwlotniczą. Przede wszystkim ich celem będzie kierowana i niekierowana amunicja lotnicza, ale lotniskowce mogą również zostać przez nią zaatakowane, jeśli znajdą się na zagrożonym obszarze.
Nie można wykluczyć prawdopodobieństwa pojawienia się innych systemów obrony powietrznej - małych rozmiarów zautomatyzowanych systemów obrony przeciwlotniczej działających na zasadzie swoistego „pola minowego” dla nisko latającego lotnictwa, „powietrznych” systemów obrony powietrznej opartych na bezzałogowych statkach powietrznych z długi czas lotu lub na bazie sterowców/balonów, niewielkich UAV-kamikaze, lub innych egzotycznych dotychczas rozwiązań.
Na podstawie powyższego możemy stwierdzić, że loty lotnicze na niskich wysokościach mogą stać się znacznie bardziej niebezpieczne niż miało to miejsce nawet podczas II wojny światowej czy wojny w Wietnamie
Historia rozwija się spiralą
Zwiększone prawdopodobieństwo uderzenia samolotu na małej wysokości może zmusić go do powrotu na wyższe wysokości. Na ile jest realistyczna i skuteczna i jakie rozwiązania techniczne mogą się do tego przyczynić?
Pierwszą zaletą samolotów o dużej wysokości lotu jest grawitacja – im wyżej samolot, tym większy i droższy musi być system obrony przeciwrakietowej, aby go pokonać (aby zapewnić niezbędną energię dla pocisku), ładunek amunicji powietrza system rakietowy obrony powietrznej, który obejmuje tylko rakiety dalekiego zasięgu, zawsze będzie znacznie mniejszy niż system rakietowy średniego zasięgu i krótkiego zasięgu. Zasięg zniszczenia deklarowany dla systemu rakietowego obrony powietrznej nie jest gwarantowany na wszystkich dopuszczalnych wysokościach - w rzeczywistości dotknięty obszar systemu rakietowego obrony powietrznej jest kopułą, a im wyższa wysokość, tym mniejszy staje się dotknięty obszar.
Drugą zaletą jest gęstość atmosfery – im wyższa wysokość, tym mniejsza gęstość powietrza, co pozwala na poruszanie się samolotu z prędkościami niedopuszczalnymi podczas lotu na niskich wysokościach. A im wyższa prędkość, tym szybciej samolot może pokonać strefę zniszczenia systemu rakietowego obrony przeciwlotniczej, która jest już zmniejszona ze względu na dużą wysokość lotu.
Oczywiście nie można polegać tylko na wysokości i prędkości, bo gdyby to wystarczyło, projekty szybkich bombowców T-4 Biura Projektowego Sukhoi i XB-70 Valkyrie byłyby już dawno realizowane, w jednej formie lub inny, a samolot rozpoznawczy SR 71 Blackbird otrzymałby przyzwoity rozwój, ale tak się jeszcze nie stało.
Jednak kolejnym czynnikiem przetrwania samolotów na dużych wysokościach, a także na małych wysokościach, będzie powszechne stosowanie technologii ograniczania widoczności i stosowanie zaawansowanych systemów walki elektronicznej. Szybkie samoloty latające na dużych wysokościach będą wymagały opracowania powłok, które wytrzymają nagrzewanie w wysokich temperaturach. Ponadto kształt kadłuba szybkich samolotów może być bardziej skoncentrowany na rozwiązywaniu problemów aerodynamicznych niż na problemach z ukryciem. W połączeniu może to prowadzić do tego, że widzialność szybkich statków powietrznych na dużych wysokościach może być wyższa niż w przypadku statków powietrznych przeznaczonych do lotów na małych wysokościach z prędkością poddźwiękową.
Możliwości środków zmniejszania sygnatury i systemów walki elektronicznej mogą znacznie ograniczyć, jeśli nie „zniwelować”, pojawianie się anten radiooptyczno-fazowych (ROFAR). Jednak jak dotąd nie ma wiarygodnych informacji o możliwościach i terminach wdrożenia tej technologii.
Jednak głównym czynnikiem zwiększającym przeżywalność samolotów na dużych wysokościach będzie zastosowanie zaawansowanych systemów obronnych. Potencjalne systemy obronne samolotów bojowych, zapewniające wykrywanie i niszczenie pocisków ziemia-powietrze (W-E) i powietrze-powietrze (V-B), będą przypuszczalnie obejmować:
- optoelektroniczne wielospektralne systemy wykrywania pocisków Z-V i V-V, takie jak system EOTS stosowany na myśliwcu F-35, najprawdopodobniej zintegrowany z konforemnym AFAR rozmieszczonym wokół korpusu;
- rakiety przeciwrakietowe, podobne do rakiet przeciwrakietowych CUDA opracowywanych w Stanach Zjednoczonych;
- laserowa broń obronna, która jest uważana za obiecujący środek obrony dla samolotów bojowych i transportowych Sił Powietrznych USA.
Taktyka aplikacji
Proponowana taktyka wykorzystania obiecujących samolotów bojowych będzie obejmować poruszanie się na dużych wysokościach, rzędu 15-20 tys. metrów, z prędkością rzędu 2-2,5 m (2400-3000 km/h), w -tryb silnika dopalania. Wlatując w zagrożony obszar i wykrywając atak systemu rakietowego obrony przeciwlotniczej, samolot zwiększa swoją prędkość, w zależności od postępu w budowie silników, mogą to być liczby rzędu 3,5-5 M (4200-6000 km/h), aby wydostać się z dotkniętego obszaru tak szybko, jak to możliwe SAM.
Strefa wykrywania i zagrożony obszar samolotu są maksymalnie minimalizowane poprzez aktywne wykorzystanie sprzętu walki elektronicznej, możliwe jest, że w ten sposób uda się również wyeliminować część atakujących pocisków.
Pokonanie celu na dużej wysokości i prędkości lotu utrudnia jak najbardziej pociskom Z-V i V-V, od których wymagana jest znaczna energia. Często podczas strzelania na maksymalny zasięg pociski poruszają się bezwładnie, co znacznie ogranicza ich manewrowość, a tym samym czyni je łatwym celem dla pocisków przeciwrakietowych i broni laserowej.
Na podstawie powyższego można stwierdzić, że wskazana taktyka użycia samolotów bojowych na dużych wysokościach i prędkościach w jak największym stopniu odpowiada zaproponowanej wcześniej Koncepcji Samolotu Bojowego z 2050 roku.
Z dużym prawdopodobieństwem podstawą przetrwania obiecujących samolotów bojowych będą aktywne systemy obronne zdolne do przeciwstawiania się broni wroga. Konwencjonalnie, jeśli wcześniej można było mówić o konfrontacji między mieczem a tarczą, to w przyszłości można to interpretować jako konfrontację między mieczem a mieczem, gdy systemy obronne będą aktywnie przeciwstawiać się broni wroga poprzez niszczenie amunicji, a także może być używana jako broń ofensywna.
Jeśli istnieją aktywne systemy obronne, to dlaczego nie pozostać na niskich wysokościach? Na małych wysokościach liczba systemów obrony przeciwlotniczej działających na samolocie będzie o rząd wielkości większa. Same SAM-y są mniejsze, bardziej zwrotne, z energią niewykorzystaną na pokonanie 15-20 km, a do tego zostanie dodana artyleria przeciwlotnicza z kierowanymi pociskami i systemy obrony przeciwlotniczej oparte na broni laserowej. Brak odpowiedniej wysokości nie da systemom defensywnym czasu na reakcję, znacznie trudniej będzie trafić małą, szybką amunicję.
Czy jakikolwiek samolot pozostanie na niskich wysokościach? Tak - UAV, UAV i więcej UAV. Przeważnie mały, ponieważ im większy rozmiar, tym łatwiej go wykryć i zniszczyć. Do operacji na odległym polu bitwy najprawdopodobniej zostaną dostarczone przez lotniskowiec, o czym pisaliśmy w artykule US Air Force Combat Gremlins: Rebirth of the Aircraft Carrier Concept, ale same lotniskowce najprawdopodobniej będą poruszać się na dużych wysokościach.
Konsekwencje odejścia lotnictwa wojskowego na wielkie wyżyny
Do pewnego stopnia będzie to gra jednostronna. Jak wspomniano wcześniej, grawitacja zawsze będzie po stronie lotnictwa, dlatego do trafienia w cele na dużych wysokościach potrzebne będą masywne, duże i drogie pociski. Z kolei pociski przeciwrakietowe, które będą niezbędne do pokonania takich pocisków, będą miały znacznie mniejsze wymiary i koszt.
Jeśli nastąpi powrót lotnictwa wojskowego na duże wysokości, to możemy spodziewać się pojawienia się pocisków wielostopniowych, być może z głowicą wielokrotną zawierającą kilka głowic samonaprowadzających z indywidualnym naprowadzaniem. Po części takie rozwiązania zostały już wdrożone np. w brytyjskim przenośnym systemie rakiet przeciwlotniczych (MANPADS) Starstreak, gdzie rakieta przenosi trzy niewielkie głowice bojowe naprowadzane indywidualnie w wiązce laserowej.
Z drugiej strony, mniejszy rozmiar głowic nie pozwoli im pomieścić skutecznego ARLGSN, co uprości zadanie systemów walki elektronicznej do zwalczania takich głowic. Ponadto mniejsze wymiary skomplikują instalację ochrony przeciwlaserowej na głowicach, co z kolei uprości ich pokonanie z pokładową defensywną bronią laserową.
Możemy zatem stwierdzić, że przejście lotnictwa wojskowego z lotów w trybie osłaniania terenu do lotów na dużych wysokościach i prędkościach może być uzasadnione i spowoduje nowy etap konfrontacji, już nie „miecz i tarcza”, ale raczej „miecz i miecz”.
