Πώς τα ελληνικά F-16 θα “βλέπουν” τα τουρκικά F-35 – Λύση από έναν πτέραρχο!
Γράφει ο Αντιπτέραρχος ε.α. (ΜΗ) Θεόδωρος Γιαννιτσόπουλος
- «Ζεστά μέρη» του κινητήρα (πρυμναίο τουρμπίναs, κέντρο μηχανής, το σώμα και τα πλευρικά τοιχώματα εσωτερικού ακροφυσίου ).
- Καυσαέρια του κινητήρα (εκπομπές από την καύση, κυρίως CO2 και οι υδρατμοί).
- Σκελετός, ο οποίος περιλαμβάνει όλες τις εξωτερικές επιφάνειες των φτερών, άτρακτος, κουβούκλιο, κ.λπ., καθώς και ηλιακές και επίγειες αντανακλάσεις και κύματα Mach σοκ
- (αεροδυναμική θέρμανση).
Ως εκ τούτου, κάθε όχημα που πετάει στον αέρα εκπέμπει αναπόφευκτα θερμική ενέργεια, η οποία μπορεί να ανιχνευθεί στο περιβάλλον κρύου αέρα.
Η πιο συνηθισμένη συσκευή που εκμεταλλεύονται αυτή τη δυνατότητα εναντίον ενός εναέριου στόχου είναι το βλήμα αναζήτησης θερμότητας ( heat-seeking ), το οποία έχει ιστορία περισσότερο από μισό αιώνα. Εκτός από IR homing, τα συστήματα Infrared Search & Track ( IRST ) έχουν χρησιμοποιηθεί από τα τέλη της δεκαετίας του ‘ 50 για σκοπούς ανίχνευσης και στόχευσης, στον εναέριο τομέα.
Όντας παθητικοί αισθητήρες, τα συστήματα IRST παρέχουν σοβαρά πλεονεκτήματα, δεδομένου ότι αυτά δεν προειδοποιούν τον αντίπαλο.
Με την ανάπτυξη της σύντηξης δεδομένων σε σύγχρονα συστήματα μάχης, μπορούν να επιτευχθούν σημαντικές βελτιώσεις της αποτελεσματικότητας με το συνδυασμό, σύνδεση και συσχέτισης των δεδομένων από πολλαπλούς αισθητήρες και πηγές, όπως το Ραντάρ και το σύστημα IRST (απόσταση – γωνιακή ακρίβεια).
Από την άλλη πλευρά, τα συστήματα IR είναι πιο ευαίσθητα από ραντάρ σε δυσμενείς καιρικές συνθήκες.
Στην πραγματικότητα, ένα μεγάλο μέρος της Υπέρυθρης ακτινοβολίας απορροφάται από υδρατμούς, CO2, το μεθάνιο και το όζον, αφήνοντας μόνο δύο «windows» (the sub-bands των 3-5 και 8-12 microns) επιτρέποντας την φθίνουσα διάδοση.
Τα Αεροσκάφη stealth, εκτός από τους μείωση της διατομής ραντάρ (RCS), απασχολούν τεχνικές για να μειωθεί επίσης και η IR υπογραφή τους.
Παρά όλες τις προσπάθειες αυτές, είναι απλά αδύνατο να κάνεις μια τέτοια πηγή θερμότητας, από ένα γρήγορα ιπτάμενο αεροσκάφος, να εξαφανισθεί. Επομένως, τα συστήματα IRST φαίνεται να είναι μια βιώσιμη anti-stealth προσέγγιση.
Στην παρούσα πρόταση, παρουσιάζονται και εξετάζονται η ακτινοβολία IR και οι Αεροπορικές Εφαρμογές της, τα πλεονεκτήματα και οι περιορισμοί των συστημάτων IRST, η αξιοποίηση των συστημάτων στο παρελθόν, παρόν και μέλλον, καθώς επίσης εισήγηση για υποβολή πρότασης από το ΔΣ ΣΑΣΙ προς την Ηγεσία της ΠΑ – ΥΠΕΘΑ – ΓΔΑΕΕ, για ενσωμάτωση συστήματος IRST, στη διαμόρφωση της επικείμενης αναβάθμισης των F – 16.
Ακτινοβολία IR και Αεροπορικές Εφαρμογές
Κάθε σώμα με θερμοκρασία πάνω από το απόλυτο μηδέν εκπέμπει θερμική ακτινοβολία. Για σώματα σε συνήθεις θερμοκρασίες, η εκπεμπόμενη ακτινοβολία βρίσκεται κατά κύριο λόγο στην μπάντα της υπέρυθρης ακτινοβολίας ή IR (InfraRed), η οποία βρίσκεται πάνω από τα ραδιοκύματα και κάτω από το οπτικό φάσμα (υπέρυθρο: “υπό το ερυθρό”).
Η ακτινοβολία IR έχει πολλές χρήσεις, όπως νυχτερινή όραση, παρακολούθηση στόχου, θερμογραφία, θέρμανση, τηλεπικοινωνίες, φωτογραφία, φασματοσκοπία, μετεωρολογία, αστρονομία κλπ.
Επικεντρώνοντας στις στρατιωτικές χρήσεις και ιδίως αυτές που αφορούν στην αεροπορία, αναφέρονται οι ακόλουθες:
- α. Οι πύραυλοι καθοδήγησης IR, εφαρμογή η οποία είναι και η παλαιότερη (π.χ., ο γνωστός πύραυλος IR AIM-9 Sidewinder βρίσκεται σε υπηρεσία πάνω από 60 έτη). Η κεφαλή των πυραύλων αυτών προσπαθεί να δει και να παρακολουθήσει τα θερμά τμήματα του Α/Φ – στόχου, τα οποία προκαλούνται είτε λόγω θερμότητας της καύσης (κινητήρας, καυσαέρια), είτε λόγω αεροδυναμικής τριβής (κώνος ραντάρ, χείλη προσβολής πτερύγων και αεραγωγών κλπ). Επίσης, το Α/Φ αντανακλά ακτινοβολία IR του ήλιου αλλά και της γης. Οι σύγχρονοι πύραυλοι βασίζονται πλέον σε τεχνολογία Imaging IR (IIR), όπου ο αισθητήρας αντιλαμβάνεται μία πληρέστερη εικόνα του στόχου, με αποτέλεσμα την καλύτερη παρακολούθησή του.
- β. Η οικογένεια FLIR (Forward Looking InfraRed), συστήματα τα οποία μπορούν να δουν μέρα και νύχτα, σε μεγαλύτερες αποστάσεις από τους αντίστοιχους αισθητήρες TV, που εκμεταλλεύονται το οπτικό φάσμα. Χρησιμοποιούνται κυρίως για απεικόνιση του περιβάλλοντος τη νύχτα, για αναζήτηση ανθρώπων (π.χ., σε Ε/Π Super Puma για σκοπούς έρευνας – διάσωσης), καθώς και για στοχοποίηση (όπως στο σύστημα LANTIRN των Α/Φ F-16), ενώ έχουν επίσης ιστορία πάνω από μισό αιώνα.
- γ. Τα συστήματα έρευνας και ιχνηλάτησης που λειτουργούν στην μπάντα IR (InfraRed Search & Track – IRST). Yποκαθιστούν το ραντάρ, παρέχοντας “σιωπηλή” ανίχνευση στόχων, όπως θα αναλυθεί στη συνέχεια.
Πλεονεκτήματα και Περιορισμοί Συστημάτων IRST
Έχουν παθητική λειτουργία (δεν εκπέμπουν) και έτσι δεν αποκαλύπτεται το φέρον Α/Φ.
Παρέχουν μεγαλύτερη ακρίβεια ως προς την κατεύθυνση, σε σχέση με τα ραντάρ των Α/Φ.
Δεν παρεμβάλλονται, τουλάχιστον τόσο εύκολα όσο τα ραντάρ.
Όσον αφορά στους περιορισμούς τους, τα συστήματα IRST δεν μπορούν από μόνα τους να παράσχουν ακριβή εκτίμηση της απόστασης του στόχου και ως εκ τούτου να επιλύσουν επακριβώς την εξίσωση βολής (χωρίς αυτό να απαγορεύει την εξαπόλυση πυραύλου προς την κατεύθυνση του στόχου).
Ο σοβαρότερος όμως περιορισμός των συστημάτων IRST είναι η εξάρτηση της αποκάλυψης από τις καιρικές συνθήκες. Έτσι, αν και οι προαναφερθείσες επιδόσεις (οι οποίες εκτιμάται ότι επιτυγχάνονται σε “καλό” καιρό) μπορούν να θεωρηθούν επαρκείς, αυτές μειώνονται όσο αυξάνεται η υγρασία, ενώ σε βροχερό καιρό μειώνονται έως και κάτω από 50%. Αντιθέτως, βελτιώνονται εάν η ατμόσφαιρα είναι πολύ ξηρή.
Όσον αφορά τα Α/Φ stealth, παρότι έχουν καταβληθεί προσπάθειες μείωσης των εκπομπών τους και στο φάσμα IR, εκτιμάται ότι το IRST στις περισσότερες περιπτώσεις παρέχει μεγαλύτερη απόσταση αποκάλυψης σε σχέση με το ραντάρ του Α/Φ.
Επομένως, παρά τις προσπάθειες για το αντίθετο, εκτιμάται ότι τα συστήματα IRST έχουν την δυνατότητα να εμπλέξουν το Α/Φ F-35 σε επιχειρησιακά χρήσιμες αποστάσεις, δεδομένου ότι και η ωφέλιμη εμβέλεια του πυραύλου AMRAAM AIM-120C-7 κυμαίνεται σε ανάλογα επίπεδα.
Πιο συγκεκριμένα, το ραντάρ AN/APG-68(V)9 των Α/Φ F-16 Block 52+/Adv. έχει υπολογιστεί ότι αποκαλύπτει το F-35 (από εμπρός) σε 11 – 12 ναυτικά μίλια, ενώ ένα σύγχρονο IRST μπορεί να το αποκαλύψει σε αποστάσεις μεγαλύτερες από 25 ν.μ., τουλάχιστον σε καλό καιρό.
Αξιοποίηση Συστημάτων IRST: παρελθόν, παρόν και μέλλον
Στην Ευρώπη τα πράγματα είναι λίγο διαφορετικά, καθώς όλα τα σύγχρονα ευρωπαϊκά Α/Φ φέρουν εξελιγμένα συστήματα IRST. Ξεκινώντας από το Rafale, αυτό διαθέτει το OSF, ένα πλήρες σύστημα (με IRST, FLIR, TV και Laser) και πλήρως ενσωματωμένο στο σύστημα βολής του Α/Φ, το οποίο όμως είναι και το παλαιότερο. Ως εκ τούτου, το κανάλι IR πρόκειται να αντικατασταθεί στην επόμενη έκδοση του Rafale (Standard F4). Το Eurofighter διαθέτει το πολύ ικανό Pirate ενώ το Gripen NG θα φέρει το ακόμα πιο εξελιγμένο σύστημα Skyward, το οποίο χαρακτηρίζεται από την εταιρεία κατασκευής του ως σύστημα anti-stealth. Από την άλλη πλευρά, η Ρωσία δεν έπαψε να χρησιμοποιεί συστήματα IRST στα μαχητικά της Α/Φ εδώ και δεκαετίες, προφανώς με τις ανάλογες βελτιώσεις.
Το σύστημα Skyward G-IRST (Infra-Red Search & Track) του Α/Φ Gripen NG, ένα από τα πιο εξελιγμένα συστήματα σήμερα, της Finmeccanica – Selex ES
Διαπιστώνοντας την εξέλιξη των εν λόγω συστημάτων αλλά και την ανάπτυξη απειλών stealth από Ρωσία, Κίνα κλπ, οι Αμερικανοί επανα-ανακαλύπτουν τα IRST, παρουσιάζοντας σε πρώτη φάση το Legion Pod της Lockheed Martin (έχει ήδη δοκιμασθεί σε F-16, μεταξύ άλλων), με αισθητήρα που φαίνεται να είναι εξέλιξη του παλαιότερου αισθητήρα του Tomcat.
Α/Φ F-16 εκτελεί πτήση δοκιμής με το σύστημα IRST Legion Pod της Lockheed Martin, ενώ πρόσφατα και η Northrop Grumman πρότεινε το ανάλογο σύστημα OpenPod
Εισήγηση – Πρόταση
- Κατόπιν τούτων, λαμβάνοντας υπόψη :
α. Την απειλή εξ ανατολών, όπως αυτή μετεξελίσσεται με τα Α/Φ stealth F – 35. - β. Τις δυνατότητες των συστημάτων IRST για μεγαλύτερες αποστάσεις αποκάλυψης και εμπλοκής στόχων stealth, σε σχέση με τα ραντάρ των Α/Φ (είτε τα υφιστάμενα, είτε AESA), με παθητική λειτουργία, χωρίς να “προδίδουν” το φέρον Α/Φ.
- γ. Τις μέχρι σήμερα επιτυχείς προσπάθειες εγκατάστασης και επιχειρησιακής αξιοποίησης των συστημάτων IRST στα Μαχητικά αεροσκάφη , συμπεριλαμβανομένων και των αεροσκαφών F – 16.
προτείνεται προς την Ηγεσία της ΠΑ – ΥΠΕΘΑ – ΓΔΑΕΕ η εξέταση ένταξης στο επικείμενο πακέτο αναβάθμισης των Α/Φ F-16 της ΠΑ και της πλήρους ενσωμάτωσης (συνεργασία με ραντάρ – Link – όπλα) συστήματος IRST.
Με σκοπό τη μεγιστοποίηση του επιχειρησιακού οφέλους του προγράμματος αναβάθμισης των F-16, θα πρέπει να επισημανθεί η σημασία του Συστήματος Αεροπορικού Ελέγχου και των ασύρματων τακτικών δικτύων, όπως το Link16. Από όλες τις διαθέσιμες αναλύσεις, προκύπτει ότι κανένας αισθητήρας (ραντάρ, IR, σύστημα αυτοπροστασίας ή ο,τιδήποτε άλλο) δεν επιτρέπει σε ένα μαχητικό Α/Φ να αντιμετωπίζει αποτελεσματικά από μόνο του μία απειλή stealth.