Na Morzu Bałtyckim aktywność sił morskich różnych krajów jest zawsze wysoka; stacjonują tam floty NATO i Rosji, a czasem przypływają tu nawet chińskie statki. Siły rosyjskie i NATO walczą o przestrzeń operacyjną, amerykańskie okręty marynarki latają na niskich wysokościach nad rosyjskimi samolotami, a statki NATO są ścigane przez rosyjskie okręty. W październiku 2014 roku, który uważany jest za punkt zwrotny w stosunkach Rosja-NATO, szwedzka marynarka wojenna wskazała na „działalność obcych pod wodą”, po czym przez tydzień ścigała podwodnego intruza na wodach Bałtyku, ale nikogo nie złapała. Płytkie wody Bałtyku o ograniczonej szerokości komplikują operacje operacyjne na i pod wodą, ale stanowią doskonałą platformę do testowania nowych technologii.
W kwietniu 2019 r. Atlas Elektronik, firma zajmująca się systemami elektronicznymi dla sektora marynarki wojennej, będąca częścią grupy technologicznej thyssenkrupp Marine Systems (tkMS), ogłosiła zakończenie ostatniego etapu testów swojej torpedy przeciwtorpedowej SeaSpider (PTT). Jak powiedział Atlas Elektronik w oświadczeniu: „Testy SeaSpider wykazały sprawność całego łańcucha czujnik-operator okrętowego systemu ochrony przeciwtorpedowej z możliwością wykrywania, klasyfikowania i lokalizacji torped (OCLT).”
Badania przeprowadzono na Morzu Bałtyckim w Zatoce Eckernfjord z eksperymentalnego statku badawczego z centrum technicznego niemieckiej Bundeswehry (WTD - Wehrtechnische Dienststelle 71). Prototyp SeaSpider został wystrzelony z wyrzutni powierzchniowej przeciwko zagrożeniom, takim jak torpeda Ture DM2A3, a do wystrzelenia SeaSpider użyto autonomicznego pojazdu podwodnego opartego na torpedzie Mk 37. Torpeda SeaSpider przechwyciła zagrożenia i wycelowała w najbliższy punkt najbliższego podejścia. Udane "przechwycenie" - równoważny najbliższy punkt najbliższego zbliżenia - zostało potwierdzone za pomocą środków akustycznych i optycznych.
Atlas Elektronik dodał, że testy te, w ramach dłuższego procesu testowego, zostały przeprowadzone pod koniec 2017 roku; po kompleksowej ocenie testów w 2018 roku, wyniki zostały zatwierdzone przez Centrum WTD 71.
Zagrożenie torpedowe
Już od wielu lat zagrożenie torpedowe uniemożliwia statkom i okrętom podwodnym spokojny spacer po morzach. Chociaż tylko trzy okręty zostały zatopione przez torpedy w ciągu prawie 50 lat walki, zwiększone możliwości torpedowe zmuszają floty NATO do skupienia się na sferze podwodnej.
„W tej chwili obserwujemy rosnące zagrożenie ze strony okrętów podwodnych i torped” – powiedział Torsten Bocentin, dyrektor ds. rozwoju okrętów podwodnych w Atlas Elektronik. - Standardową reakcją na obszary o dużym prawdopodobieństwie użycia torped jest „nie wchodź”. Przy rosnącym zagrożeniu okrętami podwodnymi i torpedami, co jest obecnie szczególnie istotne na takich akwenach jak Bałtyk czy Zatoka Perska, „nie wchodzić” oznacza w ogóle nie działać”.
Ostatnie postępy technologiczne pomogły poprawić możliwości torped. „Mamy dwa duże wydarzenia” – powiedział Bochentin. „W epoce cyfrowej wreszcie pojawiły się torpedy”. Dzięki postępowi technologii cyfrowej inteligencji torpedy są teraz wystarczająco inteligentne, aby zachować własny obraz taktyczny oraz klasyfikować i reagować na kontakty. W tym samym czasie prostsze torpedy zyskały możliwość budowania własnego wykresu czas-odległość przy użyciu gotowej elektroniki cyfrowej. „Połącz to z prostym urządzeniem naprowadzającym, a oto masz torpedę, odporną na zablokowanie, nie reagującą na fałszywe cele”.
„Liczba nie przeszła również obok stacji hydroakustycznych (GAS)” – kontynuował. - Jeśli spojrzysz na fizyczne właściwości GAS, to możliwość wykonywania cyfrowego przetwarzania sygnału pozwala w pełni wykorzystać fizyczny potencjał stacji, w wyniku czego możliwości pasywnych sonarów teraz znacznie wzrosły. Możliwości sonarów są obecnie takie, że wabiki i zakłócacze mogą kolidować z torpedami, ale mimo to trafią w cel.
Przetwarzanie sygnału w cyfrowym GAZ również dobrze wpisuje się w koncepcję wykorzystania torped przeciwtorpedowych. „Jako kluczowa technologia dla projektu SeaSpider, jest to swego rodzaju częściowa odpowiedź na pytanie, dlaczego nie zrobiłeś tego w latach 80.? - zauważył Bochentin. - Technologia cyfrowa pozwala na bardziej kompaktowe urządzenia do przetwarzania sygnału, które można dowolnie programować do uruchamiania zaawansowanych algorytmów. Jeśli porównasz to z elektroniką analogową lub nawet hybrydowymi systemami analogowo-cyfrowymi, staje się jasne, że dopiero teraz, w erze cyfrowej, możemy osadzić możliwości niezbędne dla PTT w tak małej obudowie.
Paradygmaty technologiczne
Bochentin przekonuje, że projekt SeaSpider ma na celu stworzenie dwóch paradygmatów technologii podmorskiej. „Pierwszy to paradygmat operacyjny, kiedy zagrożenie torpedowe jest nieprzewidziane i. stąd niedopuszczalne ryzyko. Drugi paradygmat to zwyczajowy sposób operowania bronią podwodną z bardzo dużym wysiłkiem logistycznym, bardzo zaawansowaną infrastrukturą warsztatową i dużą liczbą dobrze wyszkolonego personelu wymaganego do utrzymania, transportu, dostosowania i użytkowania systemu uzbrojenia. To jest naprawdę to, co chcemy zmienić”- dodał. Firma zamierza to zrobić poprzez obniżenie kosztów inżynierii, utrzymania i logistyki, czyli całkowitego kosztu posiadania. Na przykład, integrując silnik odrzutowy z torpedą SeaSpider i wystrzeliwując SeaSpider z kontenera, który służy zarówno jako mechanizm transportowy, jak i startowy. „Konteneryzacja”, jako podejście zintegrowane, ma na celu „dostarczenie klientowi czegoś, co jest łatwe w użyciu, co nie zmusza do płacenia ogromnych kwot za dodatkowe systemy i usługi”.
Chociaż koncepcje i technologie ATT istnieją już od dłuższego czasu, Bochentin twierdzi, że nieustępliwy charakter zagrożenia torpedowego wymusza rozwój ATT ze specjalnymi zdolnościami. „Prawdziwym problemem dla PTT jest torpeda naprowadzana na kilwater i tylko z bardziej wyspecjalizowanym systemem można sobie z tym poradzić. Atlas od samego początku skupiał się na naszym dedykowanym rozwiązaniu do zwalczania torpedy kierowanej przez kilwater.
Torpeda przeciwtorpedowa SeaSpider ma około 2 m długości i 0,21 m średnicy. Składa się z 4 przedziałów: przedziału tylnego (sklasyfikowanego), silnika odrzutowego, przedziału z głowicą (w razie potrzeby zastąpioną praktyczną głowicą) oraz przedziału naprowadzania, w tym systemu naprowadzania opartego na sonarze. Stosowanie paliwa stałego oznacza, że silnik nie ma ruchomych części; wytworzone w komorze spalania nadciśnienie zamienia się w ciąg na skutek wypływu gazów przez dyszę.
Do ochrony przeciwtorpedowej okrętów podwodnych (PZP) system naprowadzania, działający w trybie aktywnym i pasywnym, uzupełniono o funkcję przechwytywania. Chociaż wskaźniki wykrywania dla SeaSpider PTT nie zostały ujawnione, dane firmy wskazują, że „aktywna częstotliwość GAS została specjalnie dobrana w celu optymalnego wykrywania torped z naprowadzaniem na strumień w śladzie i wyeliminowania interferencji z czujnikami statku”. Ponieważ głównym celem PTT jest zwalczanie takich torped, jego aktywna i pasywna funkcjonalność „jest specjalnie zaprojektowana, aby skutecznie zwalczać torpedy w strefie osłabienia kilwateru” – powiedział Bochentin. „Ogólnie rzecz biorąc, wyższe częstotliwości zwiększają prawdopodobieństwo udanego trafienia w zagrożenie torpedowe”.
W pełni cyfrowe funkcje sterowania i naprowadzania oparte są na zaawansowanym półprzewodnikowym mikroprocesorze, który zawiera bezwładnościową jednostkę pomiarową i został zaprojektowany specjalnie do zapewnienia działania na torpedach kilwateru, aw przypadku PZP - do przechwytywania. SeaSpider jest również obsługiwany przez sonar OCLT zamontowany na platformie startowej.
Chociaż rozwój pojedynczej torpedy SeaSpider koncentruje się na zapewnieniu ochrony przeciwtorpedowej okrętom nawodnym, planowane jest również wykorzystanie jej w ochronie przeciwtorpedowej okrętów podwodnych. Zastosowanie zarówno pojedynczej torpedy, jak i wyrzutni kontenerów oznacza, że gdy na rynku pojawią się systemy ochrony okrętów nawodnych, uwaga zostanie przeniesiona na podwodną obronę przeciwtorpedową i „idealnie, klient będzie mógł zmienić konfigurację okrętu podwodnego lub nawodnego obrona przeciwtorpedowa – powiedział Bochentin.
„Jeśli chodzi o torpedę, używamy zdalnego bezpiecznika z zapasowym trybem uderzeniowym. Testy wykazały, że bezpośrednie uderzenie jest osobną opcją, zwłaszcza poza kilwaterem, przeciwko torpedom, które nie są naprowadzane na kilwater. Nie potrzebujemy bezpośredniego uderzenia, ale z pewnością potrzebujemy go jako odwrotu.”
Testy na płytkiej wodzie
Statek nawodny działający w obszarach przybrzeżnych wymaga zdolności zoptymalizowanych pod kątem morskich warunków podwodnych, w tym płytkiej wody, ograniczonego dostępu, nierównego dna oraz wpływu bliskości powierzchni i dna morskiego na wydajność UAS.
„Bałtyk to standard płytkiego morza w scenariuszu podwodnych działań bojowych. Aby być skutecznym na przedbrzeżu, musisz być punktem odniesienia przybrzeżnym, jeśli nie jesteś punktem odniesienia przybrzeżnym, system tam nie zadziała.” Ze względu na tajność pracy Bochentin nie był w stanie wyjaśnić, jak czujniki aktywne i pasywne radzą sobie z warunkami brzegowymi. „Każda nowa broń podwodna firmy Atlas Elektronik po raz pierwszy widzi rzeczywiste warunki w Eckernfjord na głębokości 20 metrów”.
Okręt nawodny działający na obszarach przybrzeżnych będzie musiał działać szybko i na bardzo krótkie odległości, aby chronić się przed torpedami. Podczas gdy poprzednie warianty SeaSpider miały silnik startowy, który dostarczał torpedę z wyrzutni do punktu uderzenia najdalej od statku, testy na ograniczonych wodach Bałtyku wykazały potrzebę „skrócenia czasu reakcji i odległości ataku” – powiedział Bochintin.. W związku z tym na projekt nałożono dwa wymagania. Po pierwsze, „SeaSpider musi zostać wprowadzony do wody tak szybko, jak to możliwe, w pobliże chronionej platformy za pomocą skierowanej w dół wyrzutni. Po drugie, „potrzebna jest bardzo szybka reakcja naszego urządzenia napędowego, abyśmy mogli mieć natychmiastowe dynamiczne wynurzanie, a tym samym wystrzelić torpedę nawet w najpłytszych akwenach”.
PTT SeaSpider jest wycelowany w atakującą torpedę za pomocą sonaru OCLT. W ramach procesu integracji platformy z przeciwtorpedą podczas testów szczególną uwagę zwrócono na kanały transmisji danych z sonaru OCLT do SeaSpidera z możliwością sprzężenia zwrotnego. System klasy OCLT, który jest zasadniczo eksperymentalnym holowanym aktywnym sonarem firmy Atlas z funkcjonalnością OCLT, wykrywa, klasyfikuje i przechwytuje zagrożenie przed przesłaniem danych do jednostki sterującej torpedami statku SeaSpider, która dostarcza zestaw parametrów na podstawie tych danych i uruchamia. To właśnie z powodzeniem zrobiliśmy w zakończonej już serii testów.”
Istnieją trzy możliwości wystrzelenia SeaSpider PTT z platformy nośnej: za pomocą lokalnego panelu sterowania (znanego również jako komputer wyrzutni torped) znajdującego się w pobliżu ramy startowej lub zamontowanej na niej; ze sterowni za pomocą oddzielnej konsoli lub pobierając oprogramowanie na istniejącą konsolę wielofunkcyjną. Jeśli chodzi o koncepcje konsoli w sterowni, „najprawdopodobniej każda standardowa konsola nie będzie osobną konsolą tylko dla SeaSpider, ale będzie integralną częścią zintegrowanej obrony przeciwtorpedowej” – powiedział Bochentin. Ta konsola zawiera również system sterowania sonarem OCLT.
Chociaż sama torpeda SeaSpider jest bronią samonaprowadzającą, Atlas jest zainteresowany opracowaniem systemu klasy OCLT zdolnego do monitorowania namierzania celu, dzięki czemu gdy sonar OCLT dostarcza wiarygodnych danych na jego temat, „możemy podążać za filozofią „ogień-celuj-ogniem”. „Jeżeli prawdopodobieństwo trafienia w cel podczas początkowego schwytania zostanie ocenione negatywnie.”
Po wystrzeleniu sprężone powietrze w kontenerze popycha torpedę SeaSpider pod kątem w dół. Sam kontener startowy umieszczany jest na ramie startowej (najlepiej na stałe przymocowanej do platformy nośnej), przez którą realizowane jest zasilanie i transmisja danych.
Jednym z priorytetów projektu SeaSpider jest opracowanie zasady uruchamiania kasety. Gotowy do startu pojazd bojowy typu klastrowego przyspiesza wdrażanie i upraszcza logistykę. Celem firmy jest certyfikacja całego produktu SeaSpider za pomocą kanistra startowego. Kontenery startowe przeznaczone są do transportu w standardowych kontenerach transportowych.
Opracowanie gotowej do walki torpedy z wykorzystaniem zasady klastra i ramy startowej oznacza również, że liczba torped na okręcie może się zmieniać w zależności od potrzeb. Na większych platformach, „na przykład krążownikach i niszczycielach, trzeba będzie rozmieścić wyrzutnie na całej długości statku, po lewej i prawej burcie” – powiedział Bochentin. Mniejsze statki o krótszym zasięgu potrzebują mniej wyrzutni. Jednak minimalną liczbę instalacji określają łącznie takie cechy, jak np. wielkość statku, manewrowość i zasięg przelotowy.
Testy przeciwtorpedowe
W próbach morskich, które zakończyły się w 2018 roku, „antytorpeda SeaSpider została wystrzelona ze stacjonarnej platformy na torpedy konwencjonalnego wroga, co faktycznie symulowało dynamiczny scenariusz”.
Kolejne cykle testowe, które będą miały miejsce w ciągu najbliższych kilku lat, jako że wstępna gotowość bojowa zaplanowana jest na lata 2023-2024, obejmą testowanie systemu naprowadzania na kilwater, gdy SeaSpider zostanie wystrzelony z ruchomej platformy torpedy działającej w ślad tej platformy. To, według Bochintina, „będzie głównym kamieniem milowym w programie”. Kolejny etap testów powinien zakończyć się wypuszczeniem produktu na rynek.
Gotowość torpedowa SeaSpider
Głównym krokiem w kierunku planowanej gotowości do działania w latach 2023-2024 będzie pojawienie się klienta lub klientów startowych w zaplanowanym w tym harmonogramie terminie. Podczas gdy kilka flot NATO wraz z Przemysłową Radą Doradczą NATO ocenia wymagania, możliwości i opcje ochrony przeciwtorpedowej okrętów nawodnych, Bochentin nie wymienił żadnych klientów, z którymi współpracuje. Jednak niemieckie siły zbrojne są obecnie zaangażowane w rozwój i testowanie torpedy przeciwtorpedowej.
Najważniejszą rolą klienta startowego jest ułatwienie przyjęcia systemów uzbrojenia. „Sama branża nie może zrobić pewnych rzeczy. Jako klient potrzebujemy floty z potężnymi strukturami badawczymi, aby zakończyć kwalifikację i certyfikację opracowywanych systemów.”
W celu zacieśnienia współpracy z potencjalnym klientem start-upu, Atlas Elektronik postanowił – przy wsparciu spółki matki tkMS – kontynuować proaktywny rozwój. Atlas nawiązał współpracę z kanadyjską firmą Magellan Aerospace w ramach bezpośredniej umowy, na mocy której zamierza rozwijać, certyfikować i kwalifikować materiały wybuchowe do masowej produkcji, a także korzystać z bogatego doświadczenia Magellan w technologii silników odrzutowych.
„Ważnym kamieniem milowym jest tutaj kwalifikacja i certyfikacja materiału wybuchowego”. O ile do tej pory opracowywano i testowano technologię, seryjna wersja standardowego ładunku wybuchowego wymaga pełnej certyfikacji zgodnie ze standardami NATO (STANAG) dotyczącymi materiałów wybuchowych o niskiej czułości; cała produkcja tego wariantu jest częścią procesu certyfikacji. Ogromny wysiłek i długi czas potrzebny do uzyskania takiej certyfikacji oznacza, że rozwój materiałów wybuchowych jest „krytycznym kamieniem milowym” w rozwoju możliwości SeaSpider. Kluczową częścią procesu rozwoju w 2019 roku będzie współpraca z Magellanem i rozpoczęcie testów komponentów wybuchowych.
Kontakty obu firm zostały potwierdzone w komunikacie prasowym wydanym w kwietniu 2019 roku. Stwierdza, że „Magellan będzie kierował projektowaniem i rozwojem silnika torpedowego i głowicy bojowej SeaSpider, w tym projektowaniem, testowaniem, produkcją i weryfikacją produktu”.
Bochentin zauważył, że technologie opracowane w ramach programu SeaSpider osiągnęły w większości poziom gotowości 6 (demonstracja technologii), a niektóre elementy zbliżają się do poziomu 7 (rozwój podsystemu). Tutaj firma koncentruje się na opracowywaniu specjalnych komponentów, na przykład algorytmów sonaru.
Kolejnym ważnym elementem w osiągnięciu początkowych zdolności, a tym samym kolejnym obszarem zainteresowania na 2019 rok, jest przygotowanie do symulacji zdolności torpedy przeciwtorpedowej SeaSpider. „Nie możesz po prostu przetestować każdej zmiennej za pomocą PTT, więc możesz mówić o dwutorowym procesie” – powiedział Bochentin. „Z jednej strony chcesz mieć dane z testów morskich, które wspierają symulacje. Z drugiej strony chcesz mieć możliwości, które pozwolą Ci wyjść poza to, czego doświadczyłeś na morzu dzięki tej symulacji.”
Potrzeba ochrony przeciwtorpedowej dla flot NATO stale rośnie w obliczu zagrożenia atakami torpedowymi na Północnym Atlantyku, Morzu Bałtyckim i wschodniej części Morza Śródziemnego.
Dowództwo NATO publicznie odnotowuje aktywność rosyjskich okrętów podwodnych. Być może ryzyko nie jest tutaj tylko teoretyczne. Na przykład w kwietniu 2018 r. brytyjskie media doniosły o rosyjskiej łodzi podwodnej z silnikiem Diesla klasy Kilo, która zbliżała się zbyt blisko sił amerykańskich, brytyjskich i francuskich w ramach przygotowań do ataku na Syrię.
