ابحث عن حاملة طائرات: منظر من طبقة الستراتوسفير
В المواد السابقة نظرنا في مشكلة البحث عن حاملات الطائرات والمجموعات الضاربة للسفن (AUG و KUG) ، وكذلك توجيه الأسلحة الصاروخية إليها باستخدام معدات استطلاع الفضاء. يعد تطوير الأبراج المدارية من أقمار الاستطلاع والاتصالات ذات أهمية استراتيجية لضمان أمن الدولة ، ومع ذلك ، فإن اكتشاف حاملة الطائرات ومجموعات الضربة المحمولة على متن السفن (AUG و KUG) وتوجيه الصواريخ المضادة للسفن (ASM) على يمكن أيضًا تنفيذها بشكل فعال بوسائل أخرى. في هذه المادة ، نعتبر مجمعات الستراتوسفير الواعدة التي يمكن استخدامها لحل هذه المشكلات.
سواتل الغلاف الجوي - المناطيد الجوية غير المأهولة الستراتوسفيرية
المقال إحياء المناطيد. المناطيد كجزء مهم من القوات المسلحة في القرن الحادي والعشرين درسنا الاستخدامات المحتملة للطائرات في ساحة المعركة. واحدة من أكثر الطرق فعالية لاستخدامها هي إنشاء طائرات استطلاع تتمتع باستقلالية هائلة ومجال رؤية.
ومن الأمثلة على ذلك المشروع الروسي لمنطاد بيركوت بدون طيار ، المصمم للعمل على ارتفاعات تتراوح بين 20 و 23 كيلومترًا لمدة ستة أشهر. يجب ضمان المدة الطويلة للرحلة بسبب عدم وجود طاقم ونظام إمداد بالطاقة يعمل بألواح شمسية. تتمثل المهام الرئيسية المقصودة لمنطاد بيركوت في توفير تتابع الاتصالات والاستطلاع على ارتفاعات عالية ، بما في ذلك الكشف عن الأجسام الأرضية والبحرية وتحديدها.
مفهوم المنطاد بيركوت.
كتلة معدات الاستطلاع التي يمكن وضعها على منطاد بيركوت هي 1 كيلوغرام ، ويتم تزويد المعدات المثبتة بالطاقة. يمكن للمنطاد الحفاظ على موقع معين بطريقة مشابهة للقمر الصناعي الثابت بالنسبة للأرض. على ارتفاع 200 كيلومترًا ، يبلغ أفق الراديو حوالي 20-600 كيلومترًا ، وتبلغ مساحة السطح التي تم مسحها أكثر من مليون كيلومتر مربع ، وهو ما يعادل مساحة ألمانيا وفرنسا مجتمعين. يمكن لمحطات الرادار الحديثة (RLS) المزودة بمصفوفة هوائي مرحلي نشط (AFAR) أن توفر نطاقًا للكشف عن الأهداف السطحية الكبيرة على مسافة حوالي 750-500 كيلومتر.
خصائص أداء المنطاد غير المأهول "بيركوت".
يمكن أن ترتفع المناطيد. يمكن ضمان تشغيلها على ارتفاع حوالي 30 كيلومترًا عمليًا ، ويصل الارتفاع المحقق لمناطيد الأرصاد الجوية إلى 50 كيلومترًا.
في عام 2005 ، أعلن الجيش الأمريكي عن افتتاح برنامج لبناء بالونات ومناطيد عسكرية على ارتفاعات عالية جدًا ، والتي سيتعين عليها العمل تقريبًا عند الحد الأدنى للفضاء. وفي العام نفسه ، نفذت وكالة الأبحاث الدفاعية المتقدمة DARPA العمل الأولي على تشكيل مظهر بالون استطلاع قادر على العمل على ارتفاع حوالي 80 كم.
ما هي المهام التي يمكن أن تسند إلى المناطيد غير المأهولة على ارتفاعات عالية؟
بادئ ذي بدء ، هذه هي السيطرة على حدود دولة روسيا ، بما في ذلك الحدود البحرية. تستطيع طائرات الإنذار المبكر على ارتفاعات عالية (أواكس) اكتشاف صواريخ كروز منخفضة التحليق وإصدار التعيين المستهدف عليها للطائرات المقاتلة. طيران وأنظمة الصواريخ المضادة للطائرات (SAM) ، وهو أمر مستحيل بالنسبة للرادارات الثابتة فوق الأفق (ZGRLS). فيما يتعلق بالتحكم في المناطق المائية ، يمكن للطائرات بدون طيار اكتشاف مناظير الغواصات والطيران البحري والسفن أحادية السطح و AUG و KUG.
يمكن أن يكون الخيار الآخر هو نشر طائرات أواكس بدون طيار "في المياه المحايدة" - في نقاط رئيسية في محيطات العالم و / أو في منطقة الرؤية لقواعد العدو البحرية. يمكن القيام بصيانة هذه المناطيد بواسطة سفن متخصصة أو على أراضي دول صديقة / محايدة.
من المحتمل ، يمكن للطائرات بدون طيار مرافقة AUG مباشرة بعد دخول حاملة الطائرات البحر. يمكن تخصيص مناطق تحكم معينة لمنطاد معينة ، حيث يجب عليهم مرافقة AUG / KUG الخاصة بهم ، ونقلهم في نقاط معينة إلى المناطيد في المنطقة التالية.
بالطبع ، تعد المناطيد الضخمة هدفًا ضعيفًا لطيران العدو ، ولكن هناك العديد من الفروق الدقيقة: أولاً ، عندما تكون داخل حدود الدولة وعلى مسافة صغيرة منها ، يمكن ضمان سلامة المناطيد غير المأهولة من خلال الطيران الجوي. القوة (القوة الجوية) ، بينما سنقوم بتوفير التحكم السطحي على مسافة 600-800 كيلومتر من حدود الدولة.
فقط ثلاث طائرات أواكس غير مأهولة على ارتفاعات عالية يمكنها التحكم في بحر اليابان بالكامل تقريبًا ، والتحكم بشكل كامل في مدخل بحر أوخوتسك. من غير المحتمل أن تكون الولايات المتحدة قادرة على تكرار الانتشار الخفي لـ AUG قبالة سواحل كامتشاتكا ، كما فعلوا في عام 1982 (هذه العملية موصوفة في مقال ألكسندر تيموخين الحرب البحرية للمبتدئين. نحضر حاملة الطائرات "لتضرب") ، إذا ظهرت طائرات أواكس غير المأهولة على ارتفاعات عالية في الخدمة مع الاتحاد الروسي.
ثانيًا ، ستؤدي القدرة على توفير التتبع من مسافة 500-600 كيلومتر إلى تعقيد عمل الطيران المعتمد على حاملات العدو بشكل كبير ، حيث سيكون من الضروري إما تنظيم الواجب المستمر للمقاتلين في منطقة تدمير المنطاد عن طريق صواريخ جو - جو ، والتي بدورها ستؤدي إلى تآكل سريع لمحركات الطائرات وتكاليف إضافية لوقت الرحلة ، أو يجب إرسال المقاتلات مباشرة إلى فترة التهديد ، وفي هذه الحالة قد يغادر المنطاد المنطقة المتضررة ، حتى مع مراعاة سرعته المنخفضة.
ثالثًا ، في حالة حدوث صراع حقيقي ، عندما تكون AUG في منطقة الرؤية الخاصة بطائرة الاستطلاع وفي متناول الصواريخ المضادة للسفن التي يتم إطلاقها من SSGN ، يمكن للمقاتلين من حاملة الطائرات تدمير المنطاد بدون طيار ، لكنهم لن يكون لها مكان للعودة. ويمكن اعتبار مثل هذا التبادل مقبولًا تمامًا.
إذا زاد الارتفاع التشغيلي للطائرات بدون طيار إلى 30-40 كيلومترًا ، فسيصبح من الصعب إسقاطها ، وسيزداد نطاق عرض معدات الاستطلاع على متن الطائرة بشكل كبير.
الأقمار الصناعية الجوية - الطائرات بدون طيار الكهربائية على ارتفاعات عالية
وستكون إضافة إلى المناطيد الستراتوسفيرية عبارة عن مركبات جوية غير مأهولة على ارتفاعات عالية (UAVs) مع مدة طيران طويلة. من المفترض أن الطائرات بدون طيار في الستراتوسفير على المحركات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات والألواح الشمسية ستكون قادرة على البقاء في الهواء لأشهر أو حتى سنوات.
إذا حكمنا من خلال عدد المشاريع ، فإن الطائرات بدون طيار في الستراتوسفير هي منطقة واعدة للغاية. بادئ ذي بدء ، تعتبر بديلاً للأقمار الصناعية لنشر أنظمة الاتصالات (للاستخدام المدني والعسكري على حد سواء) ، وكذلك للمراقبة والاستخبارات.
أحد أكثر المشاريع طموحًا هو SolarEagle (Vulture II) UAV من Boeing ، والتي يجب أن توفر القدرة على نقل الاتصالات والاستطلاع أثناء التحليق المستمر في الجو لمدة خمس سنوات (!) على ارتفاع حوالي عشرين كيلومترًا. يتم تمويل المشروع من قبل وكالة DARPA.
يبلغ طول جناحي طائرة SolarEagle UAV 120 مترًا ، وتصل السرعة القصوى إلى 80 كيلومترًا في الساعة. يجب أن تنتج البطاريات الشمسية الخاصة بطائرة SolarEagle UAV 5 كيلوواط من الكهرباء ، والتي سيتم تخزينها للرحلات الليلية في خلايا الوقود.
الطائرات بدون طيار SolarEagle (نسر الثاني).
تم تصميم طائرة أخرى من طراز Solara 60 تعمل بالكهرباء على ارتفاعات عالية من شركة Titan Aerospace ، حصلت عليها Google في عام 2014 ، وهي مصممة أيضًا للرحلات الطويلة على ارتفاع يزيد عن 20 كيلومترًا. يتضمن تصميم Solara 60 UAV محركًا كهربائيًا واحدًا بمروحة ذات قطر كبير وبطاريات ليثيوم بوليمر وألواح شمسية. خططت Google لشراء 11 طائرة Solara 000 بدون طيار لتوفير صور في الوقت الفعلي لسطح الأرض ونشر الإنترنت. تم تعليق المشروع في عام 60.
[المركز] Solara 60 UAV من شركة Titan Aerospace.
في عام 2001 ، اختبرت ناسا طائرة هيليوس الكهربائية على ارتفاعات عالية. كان ارتفاع الرحلة 29,5 كيلومترًا ، وكانت مدة الرحلة 40 دقيقة.
الطائرات بدون طيار هيليوس.
إن تقدم روسيا في هذا الاتجاه أكثر تواضعا. تقوم منظمة NPO التي تحمل اسم Lavochkin بتطوير مشروع لطائرة Aist LA-252 في الستراتوسفير بارتفاع طيران يتراوح من 15 إلى 22 كيلومترًا وحمولة تبلغ 25 كيلوجرامًا. يتم تشغيل المحركين الكهربائيين بواسطة الألواح الشمسية أثناء النهار والبطاريات في الليل.
الموديل UAV "Aist" LA-252.
تعمل شركة Tiber ، مع مؤسسة الأبحاث المتقدمة (FPI) ، على تطوير طائرة بدون طيار في الستراتوسفير ، قادرة على العمل على ارتفاع حوالي 20 كيلومترًا.
مفهوم "البومة" بدون طيار.
في عام 2016 ، طار النموذج الأولي للطائرة بدون طيار Sova لمدة 50 ساعة على ارتفاع 9 كيلومترات. لسوء الحظ ، فإن النموذج الأولي الثاني ، الذي يبلغ طول جناحيه 28 مترًا ، تحطم أثناء الاختبار في عام 2018. كان من المفترض أن النموذج الأولي الثاني يجب أن يقضي 30 يومًا في رحلة بدون توقف ، بحيث يصل ارتفاعه إلى 20 كيلومترًا.
النموذج الأولي للطائرة بدون طيار "البومة".
تشمل عيوب جميع المشاريع الحالية تقريبًا للطائرات بدون طيار الكهربائية في الستراتوسفير حمولة صغيرة - في أحسن الأحوال ، تبلغ عدة مئات من الكيلوجرامات. ومع ذلك ، حتى القدرة الاستيعابية الحالية تجعل من الممكن وضع الاستطلاع البصري و / أو معدات الاستطلاع الإلكترونية (RTR) على الطائرات بدون طيار الكهربائية على ارتفاعات عالية.
من ناحية أخرى ، فإن هذا النوع من الطائرات لا يزال في بداية تطويره فقط. يتيح لنا التقدم في مجال البطاريات والمحركات الكهربائية التحدث عن طيران الركاب التجاري ، كما يساهم انتشار الطاقة الخضراء في عدد كبير من الأعمال لزيادة كفاءة الألواح الشمسية. تظهر الطائرات بدون طيار المزودة بخلايا وقود الهيدروجين نتائج ممتازة.
طائرة بدون طيار تعمل بخلية وقود الهيدروجين طورتها جامعة دلفت للتكنولوجيا (هولندا) بالتعاون مع رويال سريع وخفر السواحل ، أطول بعدة مرات من زمن طيران طائرة بدون طيار من نفس الأبعاد على البطاريات.
يجب ألا ننسى التقدم في تطوير المواد المركبة ، والتي تجعل من الممكن زيادة قوة جسم الطائرة مع تقليل الوزن ورؤية الرادار ، وكذلك تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد التي تجعل من الممكن إنتاج متجانسة خفيفة وقوية الأجزاء ذات الهيكل الداخلي المعقد ، والتي من المستحيل إنتاجها بالطرق التقليدية.
مجتمعة ، هذا يسمح لنا بالاعتماد على ظهور الطائرات بدون طيار الكهربائية على ارتفاعات عالية - في الواقع ، الأقمار الصناعية في الغلاف الجوي مع حمولة متزايدة ونطاق طيران غير محدود تقريبًا.
مثلما يؤدي تقليل حجم وتعقيد إنتاج الأقمار الصناعية الأرضية الاصطناعية (AES) ، وكذلك تكلفة إطلاقها ، إلى حقيقة أن عددها في المدار يتزايد بسرعة ، فإن تحسين الطائرات بدون طيار في الستراتوسفير يمكن أن يؤدي إلى تأثير مماثل في طبقة الستراتوسفير ، عندما يكون هناك في وقت ما في السماء عشرات الآلاف من الطائرات بدون طيار الكهربائية على ارتفاعات عالية والتي تنقل الاتصالات ، وتؤدي ملاحظات الأرصاد الجوية ، والملاحة ، والاستطلاع ، وتحل عددًا كبيرًا من المهام التجارية والعسكرية الأخرى.
ماذا يعني هذا بالنسبة لنا من حيث تتبع AUG / KUG؟ حقيقة أنه لن يكون من السهل اكتشاف طائرة استطلاع بدون طيار بين عدد كبير من الطائرات المأهولة والطائرات بدون طيار المدنية والعسكرية من مختلف البلدان ولأغراض مختلفة.
تجعل حركة السفن المدنية من الصعب البحث عن AUG و KUG في المحيط ، لكن اكتشاف طائرات الاستطلاع بدون طيار يمكن أن يكون صعبًا بسبب الزيادة السريعة في عدد الطائرات من جميع الأنواع.
مقارنة بطائرات الاستطلاع المأهولة والأنواع الأخرى من الطائرات بدون طيار ومنابط الستراتوسفير ، يجب أن يكون للطائرات بدون طيار الكهربائية على ارتفاعات عالية رؤية أقل بكثير. ليس لديهم أي توقيع حراري عمليًا ، وتوقيع الرادار غير مهم ويمكن تقليله بمساعدة الحلول المناسبة.
النتائج
يمكن أن تشكل طائرات الستراتوسفير والطائرات بدون طيار الكهربائية على ارتفاعات عالية "المستوى الثاني" من أنظمة الاستطلاع وتحديد الهدف ، مكملة لقدرات أقمار الاستطلاع وقادرة على تحييد "البقع المظلمة" إلى حد كبير في مسألة الكشف عن AUG و KUG.
مثل مركبات الاستطلاع المدارية ، فإن طائرات الستراتوسفير والطائرات بدون طيار الكهربائية عالية الارتفاع ستكون فعالة للغاية كمعدات استطلاع ليس فقط للبحرية ، ولكن أيضًا للفروع الأخرى للقوات المسلحة.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن أحد الشروط المهمة لضمان أداء المناطيد الجوية في الستراتوسفير والطائرات بدون طيار الكهربائية على ارتفاعات عالية هو توافر أنظمة اتصالات الأقمار الصناعية العالمية - فقط في هذه الحالة سيكونون قادرين على العمل على مسافة من حدود الدولة روسيا.
معلومات