dxdt.blog: занимательный интернет-журнал

F-22 – первый истребитель пятого поколения, массово поступивший на вооружение (ну, если отбросить неясности вокруг определения пятого поколения).

Так как F-22 – массовый и, возможно, сами Штаты их закупят несколько сотен, то всё чаще слышно о “противостоянии F-22”. Обычно в виде хорошо заученных журналистских штампов: “Этот новый истребитель, по мнению специалистов, даже сможет противостоять F-22…”. Что реально имели в виду журналисты, выдавшие штамп, не понятно, потому что сам штамп – ни о чём.

Что тут нужно сказать? Вот был такой германский реактивный истребитель Второй Мировой – Me 262. Очевидно, что реактивный истребитель, на фоне поршневых, – действительно новое поколение. Сыграл ли Me 262 (серийно выпускавшийся многими сотнями и воевавший в небе над Германией) сколь-нибудь ключевую роль в развитии боевых действий в воздухе? Нет. Так, удивлял пилотов – не более того.

Кто противостоял Me 262? Добротные, можно сказать доведённые до совершенства, поршневые истребители (советские, штатовские, британские) и сами поршневые же бомбардировщики, на которые Me 262 пытались нападать (иногда успешно, надо сказать). При этом тактика применения поршневых истребителей для уничтожения самолётов противника была очень хорошо отработана, а соответствующей тактики для реактивных машин – не было (“поршневая”, как быстро выяснилось, не подходила).

Современная ситуация такова, что истребители не воюют по одиночке. И важна тактика групп истребителей, дающая существенные преимущества, достичь которых хоть бы каким усовершенствованием отдельной машины – просто невозможно (см. “обосновывающую” заметку с пояснениями по теме группы истребителей). Принципиально ли нужен какой-то новый истребитель “для противостояния F-22”? Вовсе нет. (Точно так же для борьбы с Me 262 советской армии не требовались немедленно и принципиально реактивные самолёты.) F-22, хоть и “пятого поколения”, но противостоять ему могут и, скажем, МиГ-21.

Странно? Нет. Просто вопрос в том, в выполнении каких задач будет заключаться “противостояние”, в тактике, в количестве самолётов, в выучке пилотов. Но, конечно, ключевую роль играют бортовое радиоэлектронное оборудование и вооружение. Старые, в смысле “аэродинамики”, истребители должны иметь современные радары и системы связи (а подобные апгрейды вполне доступны), а вооружить их потребуется современными ракетами.

Да, F-22 – малозаметный (в радиолокационном, понятно, смысле) самолёт. Но именно “Стелс” требует, чтобы этот истребитель нёс вооружение во внутреннем контейнере, тем самым существенно ограничивая число (и тип) ракет, которые может использовать F-22. (Понятно, что там есть и возможность внешней подвески, но в таком случае главное преимущество – “Стелс” – исчезает.) То есть F-22 должен атаковать наверняка, так как для “повторных стрельб” просто не хватит ракет. Таким образом, как ни странно, опять же частично нивелируется преимущество малой заметности: нужно подходить к цели ближе и быстрее, а при этом растёт вероятность, что противник таки обнаружит “невидимку”.

В вероятном сценарии “противостояния” одна из сторон, та, которая со старыми истребителями, обороняет собственное воздушное пространство. При этом обнаруживать вражеские “Стелс” пятого поколения и наводить на них группы истребителей помогают различные наземные системы ПВО. В свою очередь, эти группы истребителей, оснащённые современными бортовыми ЭВМ, используют согласованные действия, улучшающие точность целеуказания – тут поможет и разнесённая (бистатическая) радиолокация, и пассивные методы. Главное – чтобы численность истребителей ПВО превосходила численность атакующих сил “пятого поколения”.

Современные сверхскоростные ракеты “воздух-воздух” большой дальности (а такие уже есть) вынудят атакующие силы F-22 оперативно поворачивать “на отступление” сразу же после того, как пуск ракеты будет обнаружен (потому что в “единоборство с ракетой” истребители вступают только в кино; на практике, при бое на дальних дистанциях, куда полезнее просто быстро выйти из “дальности действия”). При этом ракете, вообще-то, не так уж и важно, стартует ли она с суперсовременного истребителя или со столь же быстрого, но старого.

А для того, чтобы ещё больше ухудшить ситуацию F-22, ракеты лучше сразу выпускать большим числом, при этом одновременно используя ракеты с разными головками самонаведения (драпающий истребитель, кстати, очень хорошо “светит” реактивным соплом, даже если это сопло двигателя пятого поколения). Да, ракеты должны быть современными, и они должны быть в достатке. Но ракета – не новый истребитель. (Новый ведь со старыми ракетами вообще – просто бесполезен.)

А если вы думаете, что F-22 будут активно ввязываться в ближний маневренный бой, “скрытно подкрадываясь”, то вы ошибаетесь: наземные радары подскажут находящимся в воздухе истребителям, где крадутся представители “пятого поколения”. Правда, нужна хорошая эшелонированная наземная ПВО и системы связи, это да. Ну а кроме того, ближний бой на F-22 – это, опять же, из кинематографа. Да и “Стелс” в ближнем бою не помогает, а “ракетомест” на борту F-22 маловато, поэтому ещё на аэродроме придётся выбирать между ракетами: брать “для ближнего боя” или нормальные.

Впрочем, для применения F-22, в соответствии с опытом, будет разработана какая-нибудь своя тактика. Наверное, учитывающая и грамотное противостояние “старых истребителей”. Но вот только со штампом про “суперновые” истребители, которые “даже смогут противостоять…” это совсем не связано.

Конечно, всё вышесказанное не означает, что не нужно разрабатывать новые истребители. Речь лишь о том, что “противостояние” – сложная проблема, измерять “по противостоянию” – не верно, а организовать противостояние можно и на базе старых истребителей.

SCAR-L STD от FN Herstal:

Update: oj314 пишет, что на самом деле: SCAR-H + FN EGLM.

Несколько неожиданное продолжение темы про подводных роботов: оказывается, мало кто знает, каким образом поддерживается дальняя и непрерывная связь с подводными лодками. А ведь такая связь – это очень важная штука, особенно если речь идёт об атомных подводных крейсерах.

Понятно, что если лодка находится в надводном положении – проблем со связью нет: традиционные радиостанции и спутниковая связь обеспечивают связь в обоих направлениях и со многими кораблями. Но проблема в том, что атомные подводные лодки несут службу в глубинах океана, стараясь себя не обнаруживать (скрытность – основное преимущество субмарин). У радиоволн есть большие проблемы с распространением под водой. Как быть?

Например, находясь на перископной глубине, лодка может поднять тот самый перископ и использовать для радиосвязи установленные на нём антенны. Проблема в том, что подобный перископ, увешанный антеннами, будет отлично выдавать лодку, так как может быть обнаружен самыми разными радарами противника. Интересно, что перископы современных лодок в надводной их части стараются делать малозаметными (по технологии, так сказать, “Стелс”). Более того, стараются максимально сократить время присутствия перископа над водой: например, перископ может подниматься, выполнять очень быстрое сканирование горизонта, передавать, используя специальный тип сигналов, короткие сообщения через спутник и тут же прятаться обратно, под воду.

Надо заметить, что находясь на небольшой глубине, лодка может принимать радиоволны не высокой частоты (“короткие волны”, скажем) – они проникают на некоторую глубину под поверхность воды. При этом, в общем случае, радиоволны с более низкими частотами проникают несколько глубже под поверхность воды. Например, именно таким образом возможен приём сообщений с самолётов (есть специальные самолёты, обеспечивающие ретрансляцию сообщений подводным лодкам).

Впрочем, даже если подводный крейсер только поднялся на перископную глубину, то можно считать, что он себя с большой долей вероятности обнаружил, хоть и не поднимал, собственно, перископа. Дело в том, что есть целый набор средств, позволяющих обнаруживать крупные подводные лодки на небольших глубинах: их видно со спутника, их спутный след, если лодка движется, может быть обнаружен специальными радарами и т.п. Так что без особенной необходимости лодка всплывать не станет.

(Иллюстрация: Edward L. Cooper)

Для связи могут использоваться специальные буи, поднимаемые с лодки, находящейся в подводном положении. Такой буй, начинённый радиосистемами, привязанный к лодке и обменивающийся с ней информацией, может всплыть на поверхность, а может и оставаться на небольшой глубине, используя эффект с проникновением радиоволн, описанный абзацем выше. Но и буй – это полумера, не позволяющая реализовать непрерывную связь.

Один из акустических вариантов состоит в размещении под водой ретранслирующих станций, имеющих надводные радиоантенны. Предположим, что такая станция преобразует радиосигналы в акустические колебания и транслирует их под водой, а лодка “принимает звук”, находясь на большой глубине. Акустическая подводная связь, в теории, работает на расстояниях, измеряемых десятками километров. При необходимости можно использовать дуплексный режим, то есть станция принимает сигналы от лодки и ретранслирует их по радио “в центр”. Однако весь океан такими станциями не застроишь, их можно разместить только вдоль традиционных районов патрулирования. (И тут есть ряд других проблем, о которых как-нибудь в другой раз.)

Вот.

Мы уже несколько вариантов рассмотрели, но так и осталось непонятным, каким образом условный “командный пункт” поддерживает связь с находящимися в автономном плавании на большой глубине подводными лодками.

Решение тут несколько неожиданное: таки используется радиосвязь. Но не простая, а на сверхнизких частотах, сверхдлинных волнах. Оказывается, что радиоволны длиной в тысячи километров (частота 70-90 Гц) проникают в самые глубокие океаны. То есть подводная лодка сможет принять сигнал на такой частоте, даже находясь на максимальной глубине. Правда, со столь низкочастотными радиоволнами есть целый ряд проблем.

Во-первых, их чрезвычайно сложно излучать (задача приёма – сильно проще). Действительно, ведь построить столь огромную антенну – нереально. Одним из способов трансляции сверхдлинных электромагнитных волн является использование самой земной коры в качестве излучателя. Правда, этот способ требует огромных затрат энергии и правильного выбора местоположения генерирующей установки, потому что существенную роль играют геологические особенности (электрическая проводимость, в частности) земных пород, расположенных под “генератором”. Зато радиоволны успешно распространяются по всему земному шару.

Во-вторых, низкая частота несущей волны означает, что чрезвычайно сложно создать модуляцию и выбрать систему кодирования, которые позволят сколь-нибудь быстро передавать заметное количество информации. Ведь 90 Гц – это даже и близко не 900 МГц, на которых еле-еле работает GPRS.

В-третьих, сигналы с подобными частотами приходится принимать на фоне сильных помех различной природы, а при этом эффективная мощность передатчика очень мала, несмотря на то, что “генерирующую установку” может питать целая электростанция.

Впрочем, описанные проблемы не мешают использовать сверхдлинные волны для односторонней связи с подводными лодками в океане (а также и для исследования земной коры).

Так вот, при чём же здесь автономные подводные роботы? А при том, что именно сеть из таких роботов может обеспечивать оперативную и по более широкой полосе связь с подводными лодками. Роботы менее заметны, да и их обнаружение не даёт информации о местонахождении субмарины. При этом сеть роботов перемещается, сопровождая лодку, но так как это именно сеть, растянувшаяся на многие тысячи квадратных километров, секретность положения лодки – сохраняется.

Военные роботы наступают. В смысле, их становится всё больше. Кстати, есть такое распространённое и совершенно не верное мнение, что с роботами на поле боя можно будет “волшебным образом” бороться с помощью мощных электромагнитных импульсов. Дескать, можно легко нагенерировать таких импульсов, что они враз выведут из строя электронные “мозги” всех ползущих из-за реки вражеских роботов. Что тут можно сказать?

Да, микроэлектроника подвержена воздействию электромагнитных полей. Действительно, правильно подобрав поле, можно вывести чип из строя. Хитрость тут в том, что об этих “пагубных эффектах” давно знают. В деталях проблему изучают с 50-х годов прошлого века. И за это время, конечно, научились электронику защищать. Используют специально подготовленные микросхемы, правильно выбранные полупроводники, экранирование, резервирование элементов и другие меры.

Это может показаться несколько неожиданным, но передовые достижения в защите электроники от разнообразных жёстких излучений и иже с ними – они на практике опробованы на космических аппаратах, которые в дальнем космосе испытывают достаточно серьёзные электромагнитные воздействия. Заметьте, аппараты при этом летают и работают десятилетиями. Но, конечно, космос – это одно, а наземная военная техника – несколько другое.

Но и тут возникает довольно интересный момент: оружие, эффективно и с достаточно большого расстояния выводящее из строя сложную электронику электромагнитным импульсом, оно очень востребовано уже сейчас, не нужно дожидаться роботов. Автономные роботы строятся на той же элементной базе, которая уже используется в военной технике, например в зенитно-ракетных комплексах, истребителях, вертолётах, танках и т.п. (Развитие роботов происходит в области прикладной математики, а не элементной базы.) Вот.

Очевидно, что если можно было бы легко вывести из строя “импульсом” электронные “мозги” уже только комплексов ПВО, то эти комплексы, видимо, вообще не появились бы на поле боя. Это логично. Потому что никто же не выпускает танки с картонной бронёй только по той причине, что картон из вторсырья – это очень дешёвый материал. Правильно?

Так что методы защиты электроники есть. Военная элементная база давно сертифицируется по “электромагнитной устойчивости”. Роботы будут защищены и устойчивы, не нужно беспокоиться. Более того, необитаемые роботы могут быть сделаны более стойкими к электромагнитным атакам, так как люди “на борту”, к сожалению, также подвержены воздействию “болезнетворных полей” и не смогут долго работать в “условиях СВЧ-печи”.

Вышесказанное, конечно, не отменяет существования и востребованности электромагнитного “импульсного оружия”. Просто, такие системы не являются панацеей от роботов.

Не так давно я уже упоминал, что в ближайшем будущем прорывных, неожиданных и перспективных военно-технологических идей следует ожидать из-под воды. Не в том смысле, что всплывёт-таки великий Ктулху, а в смысле разнообразных подводных аппаратов. Тема акустической невидимости, актуальной под водой, разовьётся в одной из следующих заметок, а в этот раз – про хитрых автономных роботов.

Вот уже с начала года множество “околотехнологических” СМИ рассказывают о разрабатываемых в Штатах (в том числе) беспилотных летательных аппаратах, которые смогут без посадки находиться в воздухе много месяцев или даже лет. Если попытаться перенести “проект” на море, то выяснится, что подводными лодками, совершающими многомесячные автономные переходы, сейчас никого не удивишь. Что, впрочем, нисколько не умаляет значения других устройств: автономных и подвижных подводных роботов, действующих годами.

Такие роботы как раз проектируются. Что-то уже даже построено. В перспективе – малозаметные аппараты водоизмещением в несколько тонн, автономно совершающие патрулирование по заданным маршрутам и при этом покрывающие расстояния в тысячи километров. Такие роботы находятся в толще воды, перемещаются по течениям (подробные навигационные карты давно “оцифрованы”), а также и с помощью собственного двигателя.

Мощный двигатель для крейсерского режима тут не нужен (торопиться некуда), так что и энергии потребляется не так много. (Тем более, что уже давно известны “нырковые” схемы: здесь для горизонтального движения используют крыло, “движущая” сила на котором создаётся во время всплытия и погружения аппарата. Такой аппарат передвигается, то всплывая, то погружаясь. Понятно, что для реализации такого режима на борту имеется система изменения плавучести.)

Предположим, что у перспективного автономного робота пополнение бортовых запасов электроэнергии производится периодически: аппарат всплывает до небольшой глубины и выпускает на поверхность буй с солнечными батареями. Один из вариантов. Есть и другие.

Так или иначе, подъём буя обязательно потребуется для высокоскоростной связи с центром управления (через спутник, например) и для уточнения собственного положения (опять же, спутники GPS и, вероятно, “традиционная”, неспутниковая навигация в автоматическом режиме; как такая навигация реализуется – это предмет для отдельной заметки). Высокоскоростная связь нужна для передачи собранной информации в центр и для обновления заданий робота.

Океан большой и глубокий. Робота, по сравнению с обитаемым аппаратом, проще сконструировать так, что он сможет погружаться на большие глубины и находиться там длительное время. И таких роботов нужно много. Для чего? Например, для наблюдения за подводными лодками и вообще – для разведки.

Центр управления, анализируя совместно данные от нескольких роботов, может узнать много интересного, особенно, если роботы побывали в чужих территориальных водах. (Интересно, что подобный робот, при тщательном проектировании, может даже скрытно заходить из моря в крупные реки.) Ценности материалу добавит то, что робот, конечно, оснащается широким набором разнотипных сенсоров. Более того, робот может доставлять различные разведывательные устройства (понятно, автономные) в заданный район и, позже, забирать их обратно. (Сейчас такие задачи решают хорошо подготовленные пловцы-люди, но возможности робота – существенно шире.)

Интереснее станет, если вспомнить “новую” моду на “барражирующие боеприпасы”, которые сами выбирают цели, прибыв к полю боя. Понятно, что автономный, подвижный и достаточно большой подводный робот может нести мощную боевую часть и, в случае необходимости, атаковать противника. При этом в “район патрулирования” робот приплывает сильно заранее (может, даже за год) и, получая периодические “обновления” по системам связи, ждёт цель.

А есть и другие применения.

Raytheon пишет, что ВМФ США поставлена 1000-я ракета Tomahawk Block IV (это новый апгрейд). Как известно, вскоре после массовых поставок новых, начинается “ротация” старых крылатых ракет.

Штаты вчера провели очередное успешное испытание системы ПРО. Морская Aegis перехватила мишень с помощью ракеты SM-2 Block IV. При этом, как пишут, мишень имитировала завершающий этап полёта боеголовки баллистической ракеты. То есть, речь идёт о проверке “расширеной” функциональности системы ПРО на базе Aegis, для “последнего эшелона”.

Для перехвата использовали две ракеты, а запускали их, понятно, с того же корабля (USS Lake Erie), который весной атаковал штатовский спутник. Мишень поразили на высоте около 20 километров. В случае с боеголовкой баллистической ракеты, это какие-то последние секунды полёта.

(На иллюстрации – другая ракета.)

В Штатах планируют в следующем году оснастить целую пехотную бригаду персональными информационными системами Land Warrior.

Land Warrior – это размещённый “по карманам пехотинца” мобильный набор из портативных компьютеров, средств связи, видеокамер, индикаторов (в том числе “нашлемного”) и специального ПО. Системы каждого пехотинца обмениваются между собой информацией в реальном времени, позволяя передавать, например, “навигационную” информацию: скажем, можно быстро отмечать на общей электронной карте местоположение “угрожающих объектов” – понятно, что обновления карты на своих электронных устройствах увидят все заинтересованные бойцы подразделения и, конечно, в командном пункте.

Плюс, как рассказывают, можно, например, быстро передавать фотоснимки (и видео) тех “объектов”, которые видит один из пехотинцев, другим – это сильно повышает общую информированность об оперативной обстановке. Ну и можно подключить в информационную сеть данные от роботов. Вообще, это далеко не единственные преимущества подобных персональных информационных систем.

В прессе шумиха по поводу штатовского перспективного бомбардировщика. Якобы, Northrop Grumman выиграли аж 2.6 млрд долларов на разработку прототипа. Вообще, история с информацией “о миллиардах”, просочившейся в прессу – больше похожа на специальную акцию. Скорее всего Нортропу с Грумманом заказали что-то секретное и новое, но не летающее, а подводное – потому что основных новостей нужно сейчас ждать именно со стороны подводных лодок: больших, глубоководных, неслышимых, незаметных для гидролокаторов и довольно быстрых. Шумиха про бомбардировщик – это такое прикрытие.

Впрочем, новый стратегический бомбардировщик, видимо, Штаты будут строить. Потому что B-52 уже неприлично старые. Новый бомбардировщик обязательно будет пилотируемым, как раз по причине увлечения беспилотниками. Странно? Вовсе нет.

Дело в том, что перспективный бомбардировщик нужен исключительно как “летающая платформа” для перспективных же гиперзвуковых ракет и гиперзвуковых беспилотников. Бомбардировщик будет выполнять функции носителя и “локального” центра управления, присутствующего неподалёку от района применения “роя” беспилотников и ракет. А в центре управления, как и на борту “носителя беспилотников”, конечно, нужны люди, а не просто ретранслирующие команды компьютеры. Люди нужны для принятия стратегических решений “по ситуации” – потому что мало ли что: придётся отзывать беспилотники, направлять их на другие цели, или, скажем, потребуется как-то обосновывать пролёт опасного бомбардировщика через воздушное пространство союзной страны (а тут ещё и международные нормы, диспетчерские службы и тп).

Истребители четвёртого, действующего, поколения не радуют низкой радиолокационной заметностью. При этом существенно снизить их заметность очень непросто. Почему? Потому что конструкция не позволяет.

Одна из проблем: внешняя подвеска вооружения. С точки зрения радиолокационной заметности, внешняя подвеска – это большая беда.

Во-первых, пилоны, служащие точками подвески, действуя заодно с поверхностью крыла и фюзеляжем, сильно увеличивают мощность отражённого сигнала (с некоторых ракурсов получается почти уголковый отражатель).

Во-вторых, сами ракеты/бомбы/пушки, подвешиваемые к истребителю, не являются малозаметными, а напротив – добавляют заметности истребителю, создавая новые отражающие радиосигнал поверхности. Именно поэтому у малозаметных самолётов вооружение размещается во внутренних контейнерах, лючки которых открываются только для того, чтобы выпустить ракету (или снаряд) наружу.

(F-22 “с открытыми люками”; фото: Van Gilder Aviation Photography)

Понятно, что модернизировать истребитель так, чтобы у него появились “внутренние точки подвески” , не реально, нужно строить новый самолёт. Конечно, можно попробовать использовать “новые материалы”, сделать пилоны радиопрозрачными (как вариант), а подвешенное вооружение закрыть в какие-нибудь “особые контейнеры”. Но на практике выигрыш будет не велик, а возни и трудностей с “новыми материалами” – очень много.

Проблема с подвеской вооружения далеко не единственная: мешают ещё турбины двигателей, антенна РЛС и многое другое, но об этом – в следующих заметках.

Современные истребители сплошь вооружены различными ракетами. И ракеты на борту самолётов даже сейчас кажутся публике чем-то очень современным. Между тем, авиационное ракетное вооружение использовалось ещё в Первую Мировую. (Именно в Первую, – во Второй Мировой авиационные ракетные снаряды уже являлись вполне отработанным видом вооружения.)

Вообще, идея использовать ракету для вооружения самолёта – вполне себе очевидна, практически так же очевидна, как идея телеуправляемого самолёта-бомбы (эта идея тоже была реализована ещё на заре авиации – но об этом в другой раз). Ракеты различных конструкций были уже хорошо известны к появлению первых истребителей, так что установка их на боевые самолёты не заставила себя долго ждать и в 1916 году “Ньюпоры” (французские истребители-бипланы) уже обстреливали авиационными ракетами неприятельские аэростаты.

(На фото – истребитель “Ньюпор” с установленными на крыльевых подкосах ракетами; Wikimedia)

Правда, это были весьма простые ракеты, больше похожие на праздничные “шутихи”, а основное преимущество этих ракет было в зажигательном действии – актуально при борьбе против аэростатов. Другим моментом, определившим основной тип целей для нового реактивного оружия, было то, что ракеты не обладали какой-то ощутимой точностью, поэтому успешно обстрелять ими можно было только такую объёмную и медленную цель, как аэростат.