Czy zastanawiałeś się kiedyś, jak podejść do problemu przechwytywania rakiet? Joseph D., szef Departamentu Rozwoju Pocisków Koncernu Rafael, podzielił się z nami swoimi poglądami na ten proces. Chodzi o właściwe myślenie, odwagę i co najważniejsze, doświadczenie.
Koncern Rafael otrzymał zlecenie od izraelskiego Ministerstwa Obrony na opracowanie systemu zdolnego wytrzymać zagrożenie rakietami krótkiego zasięgu. Zaledwie dwa i pół roku później znaleziono przełomowe rozwiązanie światowej klasy w obronie przeciwrakietowej. W kwietniu 2011 roku Żelazna Kopuła przechwyciła dziewięć pocisków Grad wystrzelonych ze Strefy Gazy w kierunku Aszkelonu i Beer Szewy.
Historia rakiet Raphaela sięga ponad 50 lat wstecz od pocisku powietrze-powietrze Shafrir, którego rozwój rozpoczął się pod koniec lat 50., kontynuowany był przez pocisk Python 3 (która jest następną generacją Shafrir) podczas wojny Jom Kippur.), i wreszcie Python 4 i 5. Pociski te z powodzeniem sprawdziły się w rzeczywistych warunkach bojowych, zestrzeliwując myśliwce, śmigłowce i inne samoloty. Do arsenału rakiet Pythona dołączyły pociski DERBY, które razem tworzą systemy rakiet powietrze-powietrze i przeciwlotnicze znane jako Spider, sprzedawane do wielu krajów na całym świecie.
Według Josefa D. pociski wszystkich typów łączy to, że są konstrukcjami zdolnymi do lotu z prędkością kilkakrotnie większą niż prędkość dźwięku i potrafiąca w każdej chwili określić swoje współrzędne względem celu.
W tym celu stosuje się algorytmy sterowania progresywnego zapewniające stabilność lotu pocisku oraz algorytmy naprowadzania, które pozwalają pociskowi na najskuteczniejsze zniszczenie celu.
Przed rozpoczęciem prac nad Żelazną Kopułą Raphael opracował inne systemy przechwytywania, takie jak system obronny Barack 1 i system Spider.
Różne firmy proponowały Ministerstwu Obrony różne koncepcyjne rozwiązania przechwytywania rakiet. Raphael dostarczył trzy rozwiązania, w wyniku czego Departament Obrony wybrał Żelazną Kopułę.
Według Josepha Rafael posiadał najlepszą bazę naukową i techniczną oraz doświadczenie w rozwoju rakiet i systemów obrony przeciwrakietowej, co dało mu znaczące korzyści w rozwoju Żelaznej Kopuły.
„Bez wątpienia”, mówi, „dzięki doświadczeniu, które firma zdobyła przez ponad 50 lat, byliśmy w stanie osiągnąć wszystkie cele wyznaczone dla Żelaznej Kopuły, a nawet je przekroczyć, w czasie, który zrobił wrażenie wielu ekspertów na całym świecie.”
Jak zaprojektować system przechwytywania rakiet?
Podczas rozmowy Joseph zdradza nam proces rozwoju systemu obrony przeciwrakietowej. Opowieść zaczyna się od wymagań dotyczących czujników, których funkcją jest rozpoznawanie zagrożenia – wystrzelenia rakiety. Czujniki wykorzystywane przez system są oparte na technologii radarowej. Nowoczesne technologie umożliwiły poprawę wydajności czujników i obniżenie ich kosztów, co umożliwiło zmianę jakości radarów i umożliwiło opracowanie Żelaznej Kopuły. Radar Elty został wybrany dla Żelaznej Kopuły, która najlepiej spełniała wszystkie wymagania.
Kolejnym krokiem była ocena parametrów technicznych nowoczesnego systemu obrony przeciwrakietowej w oparciu o doświadczenia zdobyte przy opracowywaniu rakiet w firmie. Według Josepha to doświadczenie pozwoliło stworzyć system o wysokich parametrach taktycznych i technicznych, a nawet przewyższyć je na wczesnym etapie rozwoju.
Następnie opracowano system sterowania i monitorowania, który otrzymuje informacje z czujników o wystrzeleniu rakiety. Na podstawie danych z czujników system określa miejsce spodziewanego upadku i decyduje, czy pocisk przechwycić, czy zignorować.
Do podjęcia decyzji konieczne było zdefiniowanie „terytorium bronionego” (śladu) – miejsc, które uważane są za strategiczne, w których pocisk może wyrządzić znaczne szkody. Na przykład ważna infrastruktura, której zniszczenie może doprowadzić do znacznego osłabienia obrony Izraela. Definicja „terytorium bronionego” może się różnić w zależności od sytuacji. Na przykład strefa przemysłowa może być włączona do „obszaru bronionego” tylko w ciągu dnia, aby chronić pracowników w strefie przemysłowej, podczas gdy szpital będzie traktowany jako „teren broniony” w dowolnym momencie.
Jeśli „obronione terytorium” nie znajduje się w zagrożonym obszarze, system nie reaguje na pocisk. Jeśli pocisk jest wycelowany w „bronione terytorium”, uruchamiany jest program przechwycenia. W tej chwili dzieją się dwie rzeczy: po pierwsze, zostanie uruchomiony system alarmowania ludności cywilnej o ataku powietrznym; po drugie, pocisk zostaje przechwycony.
Joseph przytacza przykład rakiet, które spadły na Izrael podczas drugiej wojny libańskiej. Ze wszystkich rakiet wystrzelonych na Izrael tylko 25% spadło na zaludnione obszary. Gdyby istniała „żelazna kopuła”, zostałaby użyta tylko przeciwko nim. Oczywiście taki system selekcji celów znacznie obniża koszt przechwycenia.
W ten sposób doszliśmy do kolejnego etapu rozwoju: stworzenia algorytmu przechwytywania. Jest to obliczenie trajektorii przechwytującego dla pomyślnego trafienia w cel. Na tym etapie obliczane jest największe prawdopodobieństwo i czas potrzebny na trafienie pocisku przechwytującego w danym punkcie. Punkt przechwycenia jest wybierany jak najdalej od osad, aby ludność nie ucierpiała od fragmentów rakiety po wybuchu.
Aby myśliwiec mógł trafić w cel w określonym punkcie, konieczne jest jego szczegółowe zaprogramowanie. Ta faza nazywa się „Pełna skala rozwoju" lub FSD, która definiuje ogólne wymagania dla rakiety i wymagania dla każdego podsystemu. „Określenie wymagań dla każdego podsystemu to prawdziwa sztuka", mówi Yossi. Ogromnym sukcesem jest optymalizacja wszystkich podsystemów w taki sposób, aby jak najefektywniej się uzupełniały przy rozsądnych kosztach.
Na tym etapie programu sprawdzane są następujące kluczowe parametry: maksymalna synchronizacja wszystkich podsystemów, koszty finansowe oraz czas potrzebny na spełnienie przez system określonych wymagań.
Od ogółu do szczegółu: przygotowanie szczegółowego projektu każdego komponentu. Joseph zauważa, że ten etap był szybki i wszystko zostało zrobione w stosunkowo krótkim czasie. Każdy pocisk składa się z silnika, głowicy i systemu naprowadzania - komponentów opracowanych w przeszłości, co znacznie skróciło czas projektowania i integracji komponentów.
Dokładna zgodność z wymaganiami
Dalsze testy. Na tym etapie przeprowadzono długą serię testów w celu zbadania skuteczności systemu i potwierdzenia, że system spełnia wymagania. Józef opisuje etapy testów:
• Pierwszy test nazywa się CNT (Test sterowania i nawigacji). Tutaj testowana jest umiejętność kontrolowania pocisku w locie i wycelowania go w cel.
• Drugi eksperyment Fly-By, który sprawdza zdolność przechwytywacza do zbliżania się do celu na odległość niezbędną do jego zniszczenia.
• Nazwa trzeciego testu to „śmiertelny”. Ten test weryfikuje, czy gdy myśliwiec dotrze do celu, cel zostaje zniszczony. W przypadku systemów takich jak Żelazna Kopuła jest jeszcze jeden wymóg: wszystkie materiały wybuchowe na rakiecie muszą zostać zniszczone (Hard Kill) i nie mogą spaść na ziemię.
• Ostatni test całego systemu. Ten test sprawdza, czy wszystkie składniki systemu spełniają wymagania.
Seria testów weryfikuje działanie systemu w różnych scenariuszach operacyjnych. „Podczas pierwszego bojowego użycia systemu do ochrony Aszkelonu i Beer Szewy”, zauważa dumnie Joseph, Żelazna Kopuła skutecznie przechwyciła wystrzelone pociski”.
Jest dumny, że Raphael był w stanie osiągnąć niezrównane wyniki na świecie: „W ciągu zaledwie dwóch i pół roku udało nam się stworzyć system przechwytywania rakiet, który spełnia wszystkie wymagania taktyczne, techniczne i finansowe”.
„Jedna z amerykańskich komisji, która przyjechała oceniać postępy rozwoju systemu na wczesnym etapie, była bardzo sceptycznie nastawiona do jego możliwości. Pod koniec procesu ta sama komisja przeprosiła za zwątpienie w nasze możliwości” – mówi. „Raphael kontynuuje prace nad innymi systemami. Na przykład „Magiczna Różdżka” będzie w stanie nie tylko zapewnić ochronę przed nowoczesnymi pociskami średniego i dalekiego zasięgu, ale także przechwycić samoloty”.
Magic Wand jest w końcowej fazie testów w CNT. Testy przechwycenia celu zaplanowano na ten rok. Osiągnięcie gotowości bojowej zaplanowano na 2012 rok.
Wszystko dzięki technologii
Postęp technologiczny w ostatnich latach był źródłem inspiracji dla twórców Żelaznej Kopuły i innych inteligentnych systemów. Nowoczesne systemy komputerowe mają ogromny potencjał dla systemów takich jak Iron Dome. Raphael opracował również specjalną technologię tworzenia głowic dla nowych pocisków, zwiększając prawdopodobieństwo trafienia w cel. Według Josepha inne firmy w kraju i na świecie nie mają takich możliwości.
Według Josepha jednym z ostatnich znaczących trendów w przemyśle rakietowym jest około dziesięciokrotna redukcja kosztów w porównaniu do tego, co było wcześniej akceptowalne. Przewiduje, że kolejnym krokiem w rozwoju rakiety jest zminimalizowanie rozmiaru rakiety. Pozwoli to na większą wydajność i dalsze oszczędności.
Sektor cywilny
Wielu uważa, że innowacja technologiczna Izraela przejawia się głównie w wyjątkowych osiągnięciach wojskowych. Według Josepha w sektorze cywilnym możliwe jest wykorzystanie zaawansowanej techniki wojskowej, choć jest to dość trudne. Jedyną możliwością jest powołanie spółek zależnych, których celem będzie znalezienie cywilnych zastosowań technologii i rynków zbytu.
Tak więc kilka lat temu Raphael stworzył RDC (Rafael Development Corporation), spółkę joint venture z Elron Electronic Industries Ltd. RDC zainwestowało w start-upy, takie jak Given Imaging, aby opracować kapsułę do obrazowania wideo, która skanuje przewód pokarmowy; Galil Medical oferuje rozwiązania do leczenia chorób urologicznych i wielu innych.
