Letouny AEW - Erieye (1) - Švédské oko na obloze

Autor : Ing. Radek ˝ICE˝ Panchartek / ICE 🕔11.10.2008 📕17.432

Na světě je jen pár států, které byly schopné vyvinout vlastní létající systém včasné výstrahy AEW (Airborne Early Warning), velení C (Command), případně řízení C (Control). A ještě méně je těch, které ho úspěšně prodaly zahraničním uživatelům. Švédsku se to podařilo. Přestože byl systém Erieye vyvíjený pro jiný svět než je dnes, nakonec se stal úspěšným vývozním artiklem.

Úskalí neutrality

Švédské království bylo po druhé světové válce v nezáviděníhodné situaci. Během zimní války se angažovalo na straně Finska v bojích proti sovětskému agresorovi, a tak když se rozhodlo udržovat neutralitu i po válce, bylo prakticky jasné, kdo bude jeho protivníkem.

Vzhledem ke geografické poloze Švédska přicházely pro Sověty v úvahu jen dva způsoby jak zahájit agresi. Prvním byl zábor satelitního Finska pozemní operací a pochod stovky kilometrů prakticky neobydleným územím severního Švédska, v terénu naprosto nevhodném pro rozsáhlejší pozemní operace a v zimě prakticky neprůchodném. Jediná cesta vedla podél pobřeží, kde byly všechny výhody na straně obránce a útočník by za vpád zřejmě draze zaplatil.

Mnohem rozumnějším řešením byla obojživelná operace a úder přímo na metropoli království. Zde bylo možné využít jako nástupní prostory území států Varšavské smlouvy, operovat v úzkých vodách Baltu a využívat podpory vlastního letectva z pozemních základen.

Ať tak či onak švédské ozbrojené síly by stály tváří v tvář drtivé početní převaze, proti které bylo snadné vykrvácet při neuváženém nasazení vlastních sil.


O tom s kým se utká v příští válce nemělo velení Flygvapnet nejmenší pochyby

Při úvahách o scénáři možné války vypracovalo velení Flygvapnet koncept, ve kterém předpokládalo vědomé obětování mírových základen, které by se beztak staly prvním cílem útoku a celé letectvo mělo operovat z polních letišť a letištních úseků dálnic postavených v programu BASE 90, ukrytých v horách a lesích. Odtud mělo napadat invazní síly a podporovat vlastní jednotky s využitím taktiky „Hit and run“ (udeř a uteč).

K úspěšnému rozptýlení letadel bylo nutné, aby se včas dostala do vzduchu a vyhnula se zničení na zemi, jak se stalo sovětskému letectvo na začátku Velké vlastenecké války. Protože v otázce pravděpodobného směru očekávaného leteckého úderu jako předzvěsti invaze panovalo jasno, byla vybudována síť páteřních radiolokačních stanic včasné výstrahy.

Koncem šedesátých let byla tato síť tvořena stacionárními pozemními radiolokátory PS 65/66. Ovšem obrazce dosahů jednotlivých stanic se překrývaly pouze při zjišťování cílů ve velkých a středních výškách. U cílů v malých výškách se neúprosně projevovalo zakřivení země, které omezovalo dosah radiolokátorů na vzdálenost radiolokačního horizontu, což je u pozemních stanic kolem 25 km.

Vyšší rychlost – větší problémy

Jenže již v šedesátých letech byly rychlosti útočících letounů takové, že by čas mezi jejich zjištěním a zalarmováním vlastního letectva nebyl dostatečný. Nepomohla ani speciálně vybudovaná síť STRIL60 spojující podzemní velitelská stanoviště a jednotlivé základny pomocí obousměrných datalinků. Což byla jedna z prvních aplikací této technologie na světě a vůbec první v takovém měřítku.

Dalším pokusem jak zacelit „díry“ v radarovém deštníku, byla montáž antén námořních radiolokátorů pro sledování vzdušných cílů typu PS 15 na 100 m vysoké stacionární věže. Tím se podařilo posunout radiolokační horizont na vzdálenost 50–60 km a dát vlastním silám dvojnásobek času na vzlet.

Jenže rychlosti letadel stále rostly a proti nízkoletícím cílům klesal jak dosah, tak pravděpodobnost zachycení. Navíc věže, jakkoli by byly bráněné pozemní PVO představovaly primární cíl, každého útoku.

Dalším zdokonalením bylo vybudování stanic vybavených výsuvnými stožáry, které bylo možné ukrýt v zodolněných silech. Práce byly dokončeny v 80. letech a na vrcholech stožárů se nacházely radiolokátory PS 870 s dosahem až 150 km, ale u nízkoletících cílů klesal dosah zhruba na třetinu, což bylo zoufale málo.

Letoun Metro III byl prvním nosičem AEW radiolokátoru ve Švédsku
Letouny Fairchild Swearingen Metro III (Tp 88) byly prvními nosiči AESA antény ve Švédsku

Navíc při zatažení stožáru s anténou radiolokátoru do sila vznikaly v síti další „slepá“ místa. A střízlivé odhady předpokládaly, že nepřátelské letecké jednotky určené k umlčení PVO přinutí radiolokátory zatahovat až na 2/3 času.

Zálohu celého systému tvořila síť vidových hlásek OPIS se speciálně vyškolenými, většinou ženskými obsluhami, kterým se přezdívalo „tornsvalaor“ (vlaštovky). OPIS fungovala až do konce devadesátých let. Jakkoli se to může zdát primitivní, podobný systém byl vybudován i u nás, a prakticky ve všech evropských zemích.

Radiolokátor ve vzduchu

Ideálním řešením celé situace, by bylo vykrýt mezery v síti PVO pomocí letounu s radiolokátorem včasné výstrahy (AEW). Možnosti této technologie byly zřejmé, USAF ji v široké míře využívalo od doby vietnamské války (EC-121, E-3A Sentry), opírala se o ni obrana úderných svazů letadlových lodí a vlastně i celé floty (E-1B Tracer, E-2 Hawkeye), Rusové se takto snažili pokrýt liduprázdné prostory Sibiře a Dálného východu (Tu-126, A-50) odkud hrozil úder amerických strategických bombardérů z Aljašky, Britové zaplatili absenci systému AEW ztrátou několika lodí u Falkland.

První úvahou bylo vhodný letoun prostě koupit. Jenže tehdejší technologie umožňovala postavit pouze rozměrné letouny, které vůbec nezapadaly do konceptu rozptýlení vlastního letectva, které muselo vystačit jen s krátkými VPD. Právě kvůli rozměrům byly prakticky okamžitě zavrženy letouny E-3A Sentry a britský program BAe AEW 3 Nimrod.


Zkoušky funkčního radiolokátoru probíhaly na letounu Fairchild Swearingen Metro III (Tp 88) v letech 1991 - 1992

Větší naději měl Grummanův E-2C Hawkeye, ale jeho radiolokátor AN/APS-138 byl optimalizovaný pro vyhledávání vzdušných cílů nad mořem. Nad pevnou zemí už nebyly jeho výkony tak oslnivé. A problém Švédska byl v tom, že pobřeží lemuje řada ostrovů, které zahlcovaly obrazovky operátorů falešnými odrazy, na kterých se mohly ztratit nízkoletící letouny nebo střely s plochou dráhou letu.

Definitivní tečkou nad úvahami o Hawkeye bylo zhodnocení ceny a rozměrů letounu, který se na draze vybudovanou infrastrukturu BASE 90 prostě nevešel.

Stejně jako v případě bojových letounů i tady musel pomoci vlastní vyspělý letecký průmysl. A opět bylo na konstruktérech, aby vymysleli nová řešení tam, kde nebylo možné aplikovat zkušenosti ze zahraničí.

Jak na to

Vývoj elektroniky byl svěřen firmě Ericsson. Jednou z klíčových postav celého programu byl Carl-Gilbert Lönroth. Cílem bylo postavit výkonný radiolokátor včasné výstrahy schopný spolupracovat v modernizované síti velení Flygvapnet STRIL90, na letounu, který vystačí se skromnými VPD sítě základen BASE 90.

To vyžadovalo od konstruktérů velkou vynalézavost, protože bylo nutné šetřit každý gram hmotnosti. Původní návrh počítal s patnácti letouny, které měly zajistit nepřetržité monitorování baltských přístupů a spolehlivé vykrytí mezer v cloně pozemních radiolokátorů.


Jedním z limitujících faktorů byly rozměry celého systému, proto byla zvolena pevná anténa a komerční letoun pro střední tratě.

Jako první se konstruktéři zřekli rotující antény. Letoun měl nést radiolokátor s bočním vyzařováním. Úvaha byla prostá. Letoun včasné výstrahy se pohybuje většinu času kolmo na směr předpokládaného útoku, což bylo v případě Švédska podél pobřeží, kde byly umístěné pozemní stanice, tvořící vnitřní obranný perimetr.

Kromě toho měly letouny původně operovat ve dvojicích, takže nebylo problém navrhnout profil letu tak, aby byly v otočných bodech v různou dobu. Jeden letoun potom vykrýval sektor v době, kdy druhý prováděl obrat. Neuvažovalo se o tom, že by letoun operoval jako samostatné středisko včasné výstrahy, což byly scénáře vyžadující konstrukci typu E-2, E-3 nebo A-50.

Že byla tato úvaha správná, potvrzuje rostoucí zájem zahraničních uživatelů, kterým tento scénář nasazení také vyhovuje. Otázkou bylo, zda bude možné radiolokátor s požadovanými parametry postavit z tehdy dostupných součástek a technologií.


Nosičem "bojové" verze radiolokátoru se stal letoun SAAB S 340

Další radikální řez hmotnosti přinesl inovativní koncept radiolokátoru bez obsluhy na palubě letounu. Tady konstruktéři s výhodou zužitkovali existující technologii a zkušenosti s využíváním obousměrného datalinku. Celou osádku letounu měli tvořit jen piloti, operátoři byli se svými pulty umístěni na zemi ve velitelském stanovišti StriC. Úspora hmotnosti se počítala ve stovkách kilogramů.

Poslední odvážnou volbou byla technologie AESA, přestože zde bylo značné riziko, že celý projekt zabředne do technologických a finančních obtíží, ze kterých nebude úniku. Ale tentokrát se sázka na hi-tech a možnosti, které nabízela technologie AESA proti PESA bohatě vyplatila.

Nosič

Zbývalo vybrat vhodný nosič. Generálním dodavatelem letounů pro Flygvapnet byla firma SAAB, takže logickou volbou bylo vybrat některý ze strojů z její provenience. Začátkem osmdesátých let začala firma vyrábět letoun S 340, který měl být původně společným projektem s americkou firmou Fairchild.

Tento letoun, určený pro střední tratě byl dostatečně kompaktní na to, aby mohl využívat BASE 90 a bylo ho možné ukrýt v přilehlých lesích. Prototyp letounu byl zalétán 25. ledna 1983 a od roku 1985 byly zahájeny dodávky pro civilní aerolinie.

Od roku 1989 byla zahájena výroba verze S340B s výkonnějšími motory General Electric CT7-9B vhodné pro provoz v horách a při vysokých teplotách. Ta měla posloužit jako základ vojenské verze AEW.


Průlomovým rozhodnutím v honbě za úsporou hmotnosti bylo ponechání operátorů na zemi

Úpravy zahrnovaly montáž 9,7 m dlouhého pouzdra antény na hřbet letounu a dvou pomocných kýlů, které měly vyrovnat ztrátu směrové stability způsobenou zastíněním svislé ocasní plochy anténou. Z prakticky stejného důvodu byly na ocasní plochy namontované generátory vírů, které upravovaly proudění vzduchu. Dále byla namontovaná podstatně výkonnější klimatizace, zabraňující přehřívání palubní elektroniky, které byl plný trup a v prodlouženém ocasním kuželu byla umístěna pomocná zdrojová jednotka APU (Auxilliary Power Unit) zajišťující autonomnost letounu na polních letištích.

Ostatně při všech úpravách se kladl velký důraz na to, aby byl zajištěn provoz přibližně za stejných podmínek, jaké platily pro stíhací letouny. To znamená, minimum speciálních nástrojů, žádné žebříky, všechny panely ukrývající systémy vyžadující kontrolu před opakovaným vzletem, dosažitelné ze země, možnost obsluhy v zimních rukavicích atd.

Lepší než kdo tušil

První projekční práce na samotném radiolokátoru, byly zahájeny v roce 1985. O rok později byla k dispozici maketa pouzdra antény pro aerodynamické zkoušky. Protože celý projekt se musel vejít do omezeného rozpočtu, byly letové zkoušky zahájené na „náhradním“ letounu Fairchild Swearingen Metro III (Tp 88).

Ten Flygvapnet používal pro přepravu VIP (především členů královské rodiny) a kurýrní lety. Ke stávající dvojici byl pořízen třetí letoun (Bu.No. 88003), který nesl místo modrobílého VIP kabátu, „flekatou kamufláž á la Viggen“. Letoun měl proti standardnímu provedení pomocné kýlové plochy zlepšující směrovou stabilitu.

Od roku 1991 byly zahájeny funkční zkoušky radaru na zemi, při kterých se ověřovaly vyzařovací charakteristiky, možnosti formování jednoho a více vyhledávacích paprsků, jejich vychylování a konečně velikost a možnosti potlačení bočních laloků.

Od konce roku 1991 a v průběhu roku 1992 již probíhaly letové testy funkčního radiolokátoru na letounu Metro III. Kvalitní příprava projektu se vyplatila, protože výsledky testů byly lepší, než si kdokoli troufl odhadnout v nejoptimističtějších prognózách.

Není tedy divu, že objednávka na šest radiolokátorů PS 890 Erieye byla FMV Försvarets materielverk (úřadem pro vyzbrojování) firmě Ericsson „přiklepnuta“ již v prosinci 1992.

Mezitím došlo k zásadní změně politické situace ve světě. Z bývalých nepřátel se staly, když ne spojenci, tak alespoň navzájem se respektující země a nastalo období, kdy řada zemí drasticky seškrtala svoje vojenské rozpočty.

Těmto omezením padla za oběť řada zajímavých projektů, často v dost pokročilé fázi vývoje. To ale nebyl případ Erieye.


SAAB 340AEW&C za letu

AESA versus PESA

Antény radarů s elektronickým vychylováním paprsku plošnou změnou fáze se dělí do dvou skupin, tzv. pasivní a aktivní.

U pasivních antén (PESA - Passive Electronically Scanned Array) je zdrojem signálu obvykle jeden vysílač o výkonu řádově desítek až stovek kW. Signál se centrálním vlnovodem za značných energetických ztrát rozvádí do několika stovek vysílacích elementů o výkonu řádově desítek Wattů umístěných v samotných anténních blocích. To znamená, že tyto antény mohou až na výjimky zpracovávat pouze jeden vyzařovaný paprsek.

U technologie (AESA - Active Electronically Scanned Array) je anténa tvořena řadou T/R modulů (T/R = Transmitter/Receiver - vysílač/ přijímač), z nichž každý dokáže emitovat signál o výkonu několik desítek wattů.

Tím odpadá potřeba hlavního vysílače antén PESA, protože signál je generován přímo na anténě. Absence zdroje signálu spolu s vlnovodem, řadou zesilovačů a chladících prvků přináší významné úspory hmotnosti i zastavěného prostoru.

Jinou výhodou je výrazně nižší spotřeba elektrické energie, takže je možné používat méně výkonné a tím pádem i rozměrově menší a lehčí generátory elektrické energie.

AESA přispívá i ke snížení IR obrazu nosiče, protože antény mají díky menší spotřebě nižší provozní teplotu. Důležitá je i větší odolnost AESA antén proti poškození, protože při přímém zásahu jejich výkon klesá úměrně k počtu zničených T/R modulů. V případě antén PESA je při poškození hlavního vysílače radar nepoužitelný.

Použití T/R modulů umožňuje rychlejší vychylování paprsků, než u antén typu PESA a navíc lze součastně generovat několik nezávislých paprsků s úplně odlišnými charakteristikami, optimalizovanými pro plnění odlišných úkolů (tzv. multibeam capability).

V praxi to znamená, že část elementů vysílá paprsky, které průběžně monitorují horizont, jiné zase vyhledávají blízké cíle, další zabezpečují navedení PLŘS a to vše současně.

U antén typu PESA je to realizováno jedním paprskem, kterému jsou postupně, s minimálními časovými prodlevami přidělovány jiné úlohy. PESA z principu neumožňují současné vysílaní paprsků s odlišnými charakteristikami a výkonem optimalizovaným pro plnění daného úkolu, což u antén AESA výrazně zvyšuje odolnost proti zarušení.

Multibeam capability má i svá omezení. Dosah a odolnost na REB radiolokátoru jsou závislé na jeho vysílacím výkonu. Ten se při tvorbě více paprsků samozřejmě dělí úměrně mezi ně.

Při příliš velkém počtu paprsků může dojít k situaci, že výkon přidělený jednotlivým paprskům bude malý, což se projeví degradací výkonu a spolehlivosti zjištění cíle.

Nevýhodou antén AESA je zatím jejich technologická náročnost a s ní spojené vysoké pořizovací náklady, nevyzrálost, která s sebou nese nákladný vývoj se značnou mírou rizika. Nutnost zpracování více signálů klade vysoké požadavky na výpočetní techniku a to jak na výkonný hardware, tan na propracovaný (a patřičně drahý) software.

Zdroje:
Andersson Hans G., Saab aircrafts since 1937, ISBN 978-0-85177-886-0
Browne J. P. R., Thurbon M. T., Electronic warfare part.4, ISBN 818-5250-243
Col., Jane's Radar and Electronic Warfare Systems, ISBN: 978-0-7106-1558-9
Propagační brožury SAAB , BAE systems a Embraer
Periodika:
World Air Power
Letectví a kosmonautika
Code One
Aviacia i vremja
Aviacia i kosmonavtika
Flight
Web:
http://www.airforce-technology.com/
http://www.sci.fi/~fta/index.htm
http://www.greekmilitary.net/
Autor : Ing. Radek ˝ICE˝ Panchartek / ICE 🕔11.10.2008 📕17.432

Komentáře Disqus

Komentáře Facebook

Sociální sítě

Reklama

Poslední komentáře