1. Introduction
Dans le troisième article de la série, le point de vue a été étayé selon lequel notre porte-avions, l'amiral Kuznetsov, est déjà tellement dépassé qu'au lieu de le réparer, il vaut mieux construire un navire plus récent. Lors de la pose de deux UDC pr. 23900 Ivan Rogov, il a été annoncé que le coût de la commande pour chacun d'eux serait de 50 milliards de roubles, ce qui est inférieur au coût de réparation de Kuznetsov. De plus, supposons que si vous commandez un croiseur porte-avions (AK) basé sur la coque UDC, alors la coque AK ne coûtera pas plus que la coque UDC.
Au cours des 15 dernières années, nous présentons périodiquement des projets du porte-avions Storm, qui en termes de masse et de dimensions est proche du Nimitz américain. L'estimation des coûts de 10 milliards de dollars du Storm tue toute l'idée. En effet, en plus du Storm, il est nécessaire de construire pour celui-ci un avion d'alerte précoce AUG, et Yak-44 (AWACS), et un complexe d'entraînement pour les pilotes d'escadres aériennes. Le budget de notre flotte sous-financée ne pourra évidemment pas couvrir de telles dépenses.
2. Paramètres de base du concept AK
L'auteur n'est pas un expert en construction navale ou en construction aéronautique. Les caractéristiques techniques données dans l'article sont approximatives et obtenues par comparaison avec des échantillons connus. Si les spécialistes veulent les corriger, cela augmentera considérablement la qualité de la proposition, et le ministère de la Défense ne peut pas l'ignorer.
2.1 Les principales tâches de l'AK
• l'appui aérien aux opérations au sol, y compris l'assaut amphibie sur des théâtres éloignés. Profondeur des opérations jusqu'à 500-600 km de l'AK;
• infliger des frappes aériennes au KUG ennemi;
• reconnaissance de la situation en mer dans un rayon pouvant aller jusqu'à 1000 km;
• recherche de sous-marins à l'aide de véhicules aériens sans pilote (UAV) avec un magnétomètre à des distances allant jusqu'à 100 km devant l'AK.
Les limitations de l'étendue des tâches sont que l'AK ne doit pas frapper aux AUG-s, et lorsqu'ils frappent le territoire de l'ennemi, les UAV de l'escadre aérienne ne doivent pas s'approcher des aérodromes sur lesquels les chasseurs-bombardiers (IB) sont basés, à une distance inférieure à 300 km. Dans le cas où un groupe de drones subit une attaque inattendue de l'IS ennemi, les drones ne doivent mener avec lui qu'un combat aérien à longue portée, tout en se déplaçant simultanément vers l'AK.
2.2 Poids et dimensions
Pour réduire autant que possible le coût de l'AK, nous limiterons son déplacement complet - 25 000 tonnes, ce qui correspond à la taille de l'UDC - 220 * 33 m. évaluer ce qui est plus rentable: conserver cette taille ou la remplacer par une plus pratique pour AK - 240 * 28 m. Le tremplin sur la proue doit être présent. Supposons qu'ils choisissent 240 * 28 m.
2.3 Sélection du type de système de défense aérienne
Une version typique, où seuls des systèmes de défense aérienne (MD) à courte portée sont installés sur un porte-avions, est de peu d'utilité pour la Russie. Nous n'avons pas nos propres destroyers URO, les frégates de l'amiral Gorshkov ne sont pas non plus surpeuplées et elles ne résolvent pas le problème de la défense antimissile. Par conséquent, vous devrez installer un système de défense aérienne à longue portée à part entière sur l'AK. La proposition pour l'apparition du complexe radar (RLC) d'un tel système de défense aérienne est donnée dans l'article précédent, où il est montré que le radar de défense antimissile devrait avoir 4 réseaux d'antennes actives en phase (AFAR) d'une superficie de 70-100 mètres carrés. De plus, des antennes d'un radar multifonctionnel (MF), d'un complexe de contre-mesures électroniques (KREP) et d'une reconnaissance d'état devraient être placées sur la superstructure. Il ne sera pas possible de trouver de telles zones sur la superstructure située sur le côté, comme sur l'UDC.
2.4 Conception de la superstructure
Il est proposé d'envisager une option avec le placement de la superstructure dans toute la largeur du pont et de la placer le plus près possible de la proue du navire. La partie inférieure de la superstructure, haute de 7 m, est vide. De plus, les parties avant et arrière du compartiment vide sont fermées par les vantaux. Lors du décollage et de l'atterrissage, les portes s'ouvrent et sont installées le long des côtés du navire avec une légère expansion d'environ 5°.
Cette expansion forme l'arrondi d'entrée dans le cas où si l'UAV lors de l'atterrissage est fortement déplacé par rapport au milieu de la piste sur le côté, alors l'arrondi empêchera l'aile de heurter directement le mur de la superstructure. De plus, en cas d'accident, des buses du système d'extinction d'incendie sont installées dans le plafond de la partie vide de la superstructure. En conséquence, la largeur de la piste n'est limitée que par la largeur de la partie inférieure de la superstructure et est égale à 26 m, ce qui permet de planter des drones d'une envergure allant jusqu'à 18-19 m et d'une hauteur de quille jusqu'à 4 m., qui est constamment prêt et, éventuellement, avec des moteurs chauds.
La hauteur de la superstructure au-dessus du pont doit être d'au moins 16 m. La disposition des antennes sur les bords latéraux de la superstructure est illustrée à la Fig. 1 dans l'article précédent. Sur les faces avant et arrière de la superstructure, le radar antimissile AFAR ne peut pas être localisé de la même manière que sur les faces latérales, car ces AFAR sont situés au dessus des portes, et la hauteur totale de la superstructure pour les accueillir n'est pas suffisante. Il faut tourner ces AFAR à 90°, c'est-à-dire placer le côté long de l'AFAR horizontalement, et le côté court verticalement.
Pendant la période de menace, 3 paires supplémentaires de drones IS avec 4 missiles à moyenne portée (SD) R-77-1 ou 12 missiles à courte portée (MD) décrits à la section 5 devraient être placés à l'arrière du pont. la longueur de piste disponible sera réduite à 200 m.
3. Le concept de drone utilisé
Puisqu'il est supposé que les batailles aériennes seront plutôt une exception, les UAV IS devraient être subsoniques. Il est également avantageux pour un petit porte-avions d'avoir de petits UAV. Ils sont alors plus faciles à transporter dans le hangar, nécessitent une piste plus courte et l'épaisseur de pont requise est réduite. Limitons la masse maximale au décollage d'un drone IS à 4 tonnes, puis l'aile peut contenir jusqu'à 40 drones. Supposons que la charge de combat maximale d'un tel UAV soit de 800 à 900 kg et qu'en raison du châssis bas, un missile d'une telle masse ne puisse pas être suspendu sous le fuselage. Par conséquent, la charge maximale devrait être constituée de deux fusées de 450 kg. De plus, il n'est pas possible d'augmenter la masse au décollage de l'UAV, sinon la taille de l'AK devra être augmentée et il se transformera en un porte-avions ordinaire.
Les missiles air-sol (VP) pesant moins de 450 kg ont, en règle générale, une faible portée de lancement et ne leur permettent pas d'être utilisés à partir de portées dépassant la portée de tir même des systèmes SD SAM. Parmi les missiles V-V, seul le missile SD SD R-77-1 avec une portée de lancement de 110 km pourra être utilisé. Considérant que le lanceur de missiles américain AMRAAM a une portée de lancement de 150 km, il sera problématique de gagner une bataille aérienne à longue portée. UR BD R-37 ne convient pas non plus en raison du poids de 600 kg. Par conséquent, le développement d'armes alternatives sera nécessaire, par exemple, les bombes glissantes (PB) et les missiles glissants (GL), discutés dans la section 5.
La faible masse d'un drone IS ne lui permettra pas de disposer de l'ensemble des équipements sur un IS habité. Nous devrons soit développer des options combinées, par exemple des radars et des contre-mesures électroniques (KREP), soit combiner des drones par paires: sur un radar, et sur l'autre une variété d'optiques et d'intelligence électronique.
Si un UAV est chargé de mener un combat aérien rapproché, alors l'UAV doit avoir une surcharge dépassant clairement les capacités d'un SI habité, par exemple, 15 g. Une ligne de communication insonorisée sur tous les aspects avec l'opérateur sera également requise. En conséquence, la charge de combat diminuera encore plus. Il est plus facile de se limiter au combat à distance et à la surcharge de 5 g.
Dans les conflits régionaux, il est souvent nécessaire de frapper des cibles insignifiantes, dont le coût est si bas que l'utilisation de missiles de haute précision s'avère injustifiée - et trop chère, et la masse du missile est trop importante. L'utilisation de munitions de glisse permet de réduire à la fois le poids et le prix, et la portée de lancement augmente. Il s'ensuit que l'altitude de vol doit être la plus élevée possible.
Le support d'information de l'AK est fourni par le deuxième type d'UAV - la détection radar à courte portée (AWACS). Il doit avoir une longue durée de service - 6-8 heures, pour laquelle nous supposerons que sa masse devra être augmentée à 5 tonnes. Malgré sa petite masse, le drone AWACS devrait fournir à peu près les mêmes caractéristiques que le Hawkeye AWACS, qui a une masse de 23 tonnes.
Le prochain article sera consacré au sujet des UAV AWACS. Ici, nous notons simplement que la différence entre les AWACS proposés et les existants est que les antennes radar occupent la plupart des côtés de l'UAV, pour lesquels un type spécial d'UAV avec une aile supérieure en forme de V qui n'obscurcit pas l'AFAR latéral est en train d'être développé.
4. L'apparition du drone IB
Le drone américain Global Hawk utilise un moteur d'avion de ligne dont la partie froide est modifiée pour fonctionner en atmosphère raréfiée. En conséquence, une altitude de vol de 20 km a été atteinte avec une masse de 14 tonnes, une envergure de 35 m et une vitesse de 630 km/h.
Pour un drone IB, l'envergure ne doit pas dépasser 12-14 m. La longueur du fuselage est d'environ 8 m. Ensuite, l'altitude de vol, en fonction de la charge de combat et de la disponibilité du carburant, devra être réduite à 16- 18 km, et la vitesse de croisière devrait être augmentée à 850-900 km/h…
Le rapport poussée/poids du drone doit être suffisant pour obtenir un taux de montée d'au moins 60 m/s. La durée du vol est d'au moins 2,5 à 3 heures.
4.1 Caractéristiques du radar IS
Pour le combat aérien à longue portée, le radar a deux AFAR - un nez et une queue. Les dimensions exactes du fuselage doivent être déterminées dans le futur, mais nous supposons maintenant que les diamètres du radar AFAR sont égaux à 70 cm.
La tâche principale du radar est de détecter diverses cibles, pour lesquelles l'AFAR principal de la plage de 5, 5 cm est utilisé. En outre, il est nécessaire de supprimer le radar de défense aérienne ennemi. Il est très difficile de placer un KREP de puissance suffisante sur un petit drone, par conséquent, à la place du KREP, nous utiliserons le même radar. Pour ce faire, il est nécessaire de fournir une gamme de longueurs d'onde AFAR plus large que celle du radar supprimé. Dans la plupart des cas, cela réussit. Par exemple, le radar du système de défense aérienne Patriot fonctionne dans une plage de 5, 2 à 5, 8 cm, qui chevauche l'AFAR principal. Pour supprimer le radar IS ennemi et le radar de guidage Aegis, vous aurez besoin d'avoir une portée AFAR de 3-3, 75 cm Par conséquent, avant de voler sur une mission spécifique, il est nécessaire d'équiper les radars AFAR des portées requises. Vous pouvez même installer le nez de la gamme AFAR de 5, 5 cm et la queue de 3 cm. Le reste des unités radar reste universel. Le potentiel énergétique du radar est au moins d'un ordre de grandeur supérieur au potentiel de n'importe quel KREP. Par conséquent, le SI utilisé comme brouilleur peut couvrir un groupe opérant à partir de zones sûres. Pour supprimer le radar Aegis MF, un AFAR de la gamme 9-10 cm sera nécessaire.
4.2 Conception et caractéristiques du radar
Le radar AFAR contient 416 modules émetteurs-récepteurs (TPM), qui sont combinés en grappes (matrices carrées 4 * 4 PPM. Taille de la matrice 11 * 11 cm.). Au total, AFAR contient 26 clusters. Chaque PPM se compose d'un émetteur de 25 W et d'un pré-récepteur. Les signaux des sorties des 16 récepteurs sont additionnés et finalement amplifiés dans le canal de réception, dont la sortie est connectée à un convertisseur analogique-numérique. L'ADC échantillonne instantanément le signal 200 MHz. Après avoir converti le signal sous forme numérique, il entre dans le processeur de signal, où il est filtré des interférences et prend une décision sur la détection de la cible ou son absence.
La masse de chaque APAR est de 24 kg. AFAR nécessite un refroidissement liquide. Le réfrigérateur pèse encore 7 kg, etc. La masse totale d'un radar aéroporté avec deux AFAR est estimée à 100 kg. Consommation électrique - 5 kW.
La faible superficie de l'AFAR ne permet pas d'obtenir les caractéristiques d'un radar aéroporté égales à celles d'un radar de sécurité de l'information typique. Par exemple, la plage de détection d'un SI avec une surface réfléchissante efficace (EOC) est de 3 m². dans une zone de recherche typique 60 ° * 10 ° est égal à 120 km. L'erreur de suivi angulaire est de 0,25°.
Avec de tels indicateurs, il est difficile de compter sur la victoire en combat aérien à longue portée.
4.3 Manière d'augmenter la portée du radar
En guise de solution, vous pouvez suggérer l'utilisation d'actions de groupe. Pour cela, les drones doivent disposer d'une ligne de communication à haut débit entre eux. Tout simplement, une telle ligne peut être mise en œuvre si un groupe de radars est placé sur les surfaces latérales du drone. Ensuite, la vitesse de transmission peut atteindre 300 Mbit/s à une distance allant jusqu'à 20 km.
Prenons un exemple où 4 drones IS ont volé en mission. Si les 4 radars balaient l'espace de manière synchrone, la puissance irradiant la cible du signal augmentera de 4 fois. Si tous les radars émettent des impulsions strictement à la même fréquence, alors nous pouvons supposer qu'un radar avec une puissance quadruple fonctionnait. Le signal reçu par chaque radar sera également quadruplé. Si tous les signaux reçus sont envoyés à bord du drone leader du groupe et y sont résumés, la puissance augmentera 4 fois plus. Par conséquent, avec un fonctionnement idéal de l'équipement, la puissance du signal reçu par les quatre radars radars sera 16 fois supérieure à celle d'un seul radar. Dans un équipement réel, il y aura toujours des pertes de sommation, en fonction de la qualité de l'équipement. Des données spécifiques ne peuvent être citées, car on ne sait rien de ces travaux, mais une estimation du facteur de perte de moitié est tout à fait plausible. Ensuite, l'augmentation de puissance se produira 8 fois et la plage de détection augmentera de 1, 65 fois. Par conséquent, la portée de détection de l'IS passera à 200 km, ce qui dépasse la portée de lancement du lanceur de missiles AMRAAM et permettra le combat aérien.
5. Munitions de glisse guidée
N'envisagez que les bombes planantes et les missiles (PB et PR).
Le PBU-39 était à l'origine destiné à frapper des cibles fixes et était guidé par des signaux GPS, ou inertiels. Le coût du PB était modéré - 40 000 $.
Apparemment, plus tard, il s'est avéré que le boîtier PB d'un diamètre de 20 cm n'est pas capable de protéger le récepteur GPS des interférences émises par les CREP au sol. Ensuite, le guidage a commencé à être amélioré. La dernière modification a déjà un chercheur actif. L'erreur de visée a diminué à 1 m, mais le prix du PB a augmenté à 200 000 $, ce qui n'est pas très approprié pour les guerres régionales.
5.1 Proposition de comparution du BP
Vous pouvez proposer d'abandonner le guidage GLONASS et de passer au guidage par commande PB. Cela est possible si la cible peut être détectée par le radar dans le contexte des réflexions des objets environnants, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un contraste radio. Pour viser le PB, il faut installer:
• système de navigation inertielle, qui permet de maintenir le mouvement en ligne droite du PB pendant au moins 10 s;
• altimètre basse altitude (inférieur à 300 m);
• un répondeur radio, qui retransmet le signal d'interrogation du radar de bord en retour.
Supposons que le radar puisse détecter une cible au sol dans l'un des trois modes suivants:
• la cible est si grande qu'elle peut être détectée dans le contexte des réflexions de la surface en mode faisceau physique, c'est-à-dire lorsque l'IS vole directement vers elle;
• la cible est petite et ne peut être détectée qu'en mode faisceau synthétisé, c'est-à-dire en observant la cible de côté pendant plusieurs secondes;
• la cible est petite, mais elle se déplace à une vitesse supérieure à 10-15 km/h et peut être distinguée sur cette base.
La précision du guidage dépend du fait qu'un ou une paire de SI effectuent le guidage. Un seul radar peut mesurer avec précision la distance jusqu'au PB avec une erreur de 1 à 2 m, mais l'azimut est mesuré avec une grande erreur - avec une seule mesure de 0,25°. Si vous observez le PB 1-3 s, alors l'erreur latérale peut être réduite à 0, 0005-0, 001 de la valeur de plage au PB. Ensuite, à une distance d'environ 100 km, l'erreur latérale sera égale à 50-100 m, ce qui ne convient que pour tirer sur des cibles de zone.
Supposons qu'il existe une paire d'unités de sécurité de l'information espacées de 10 à 20 km. Les coordonnées mutuelles de l'IS sont connues avec l'aide de GLONASS assez précisément. Ensuite, en mesurant les distances du PB aux deux IS et en construisant un triangle, vous pouvez réduire l'erreur à 10 m.
Dans les cas où une précision de guidage plus élevée est requise, il sera nécessaire d'utiliser un autodirecteur, par exemple un téléviseur, capable de détecter une cible à une distance de plus de 1 km. Il est possible d'envisager la possibilité de transmettre une image TV à l'opérateur à bord du navire.
5.2 Utilisation de missiles planeurs
La tactique choisie pour mener des batailles aériennes établit qu'en cas de détection d'une attaque de l'EI d'un ennemi, il est nécessaire de lui tirer dessus à longue distance et, en faisant immédiatement demi-tour, partir en direction de l'AK. Les missiles BD R-37 sont totalement inadaptés en raison de leur poids de 600 kg, et les UR SD R-77-1 sont partiellement adaptés. Leur masse n'est pas non plus petite - 190 kg, et la portée de lancement est trop petite - 110 km. Par conséquent, nous examinerons la possibilité d'utiliser PR.
Supposons que le drone se trouve à une altitude de 17 km. Qu'il se fasse attaquer par un IS volant en croisière supersonique à 500 m/s (1800 km/h) à une altitude de 15 km. Supposons que l'IS attaque le drone sous un angle de 60°. Ensuite, le drone devra tourner à 120° pour éviter IS. A une vitesse de vol de 250 m/s et une surcharge de 4 g, un virage prendra 12 secondes. Pour plus de précision, fixons la masse PR de 60 kg, ce qui permettra au drone d'avoir une charge de munitions de 12 PR.
Considérez les tactiques de guerre. Laissez l'IS attaquer le drone dans la variante la plus défavorable pour le drone - au centre de contrôle externe. Ensuite, l'IS avant le lancement de l'UR n'allume pas le radar, et il ne peut être détecté que par le propre radar de l'UAV. Même si nous utilisons le balayage de groupe par quatre radars embarqués du groupe, la portée de détection ne sera suffisante que pour la sécurité de l'information conventionnelle - 200 km. Pour le F-35, l'autonomie passera à 90 km. L'aide peut ici être fournie par un radar de défense antimissile AK capable de détecter un F-35 volant à une altitude de 15 km à une distance de 500 km.
La décision sur la nécessité de retirer le drone est prise lorsque la distance au SI est réduite à 120-150 km. Considérant que la bataille se déroule à des altitudes de plus de 15 km, alors il n'y a presque pas de nuages. Ensuite, le drone, à l'aide de caméras TV ou IR, peut enregistrer que le SI a lancé l'UR. Si le SI se trouve dans la zone de visibilité du radar de défense antimissile, alors le lancement du système de défense antimissile peut également être détecté par ce radar.
Si l'IS continue de s'approcher de l'UAV sans lancer l'UR, alors l'UAV réinitialise la première paire de PR. Au moment de descendre au PR, l'aile porteuse s'ouvre et elle commence à planer dans une direction donnée. A ce moment, le drone continue de tourner et, lorsque le PR est dans la zone d'action de la queue AFAR, il capture le PR pour le suivi. Une PAIRE de PR continue la planification, s'éparpillant jusqu'à 10 km afin de prendre l'IB dans les tiques. Lorsque la distance du PR à l'IS est réduite à 30-40 km, l'opérateur émet une commande pour démarrer les moteurs PR, qui accéléreront à 3-3,5 M. puisque l'énergie du PR est suffisante pour compenser la perte de hauteur. Un transpondeur doit être installé sur le PR, ce qui permet de diriger le PR avec une grande précision. Le chercheur radar sur PR n'est pas requis - il suffit d'avoir un simple chercheur IR ou TV.
Si l'IS en cours de poursuite a réussi à s'approcher du drone à une distance d'environ 50 km, alors il peut lancer le lanceur de missiles. Dans ce cas, les PR sont utilisés dans le mode de défense antimissile. Le PR se décharge de la manière habituelle, mais après ouverture de l'aile, le PR fait un virage vers l'UR puis démarre le moteur. Étant donné que l'interception se produit sur une trajectoire de collision, un large champ de vision du chercheur optique n'est pas nécessaire.
REMARQUE: pour discuter des tactiques d'utilisation de l'AK, il est d'abord nécessaire de considérer les méthodes d'obtention du centre de contrôle. Mais les problèmes de construction de l'informateur principal - un drone AWACS, opérant dans les théâtres maritimes, seront examinés dans le prochain article.
6. Conclusions
• l'AK proposé coûtera plusieurs fois moins cher que le porte-avions Storm;
• en termes de critère de rentabilité, AK surpassera de manière significative Kuznetsov;
• un puissant système de défense aérienne assurera la défense antimissile et la défense aérienne AUG, et les drones assureront la détection constante des sous-marins ennemis;
• les munitions planantes sont beaucoup moins chères que les lanceurs de missiles classiques et permettront une couverture aérienne à long terme dans les conflits régionaux;
• AK est optimal pour soutenir les opérations amphibies;
• basé sur AK UAV AWACS peut être utilisé pour le centre de contrôle par d'autres KUG-am;
• développé par AK, UAV, PB et PR peut être exporté avec succès.
