Radar licznika baterii - Counter-battery radar

Izraelski radar przeciwbateryjny Shilem

Radar rozpoznania artyleryjskiego (alternatywnie radar śledzenia broń lub COBRA ) jest radarowy system, który wykrywa artyleryjskie pociski zwolniony przez jednego lub kilku pistoletów, haubic , moździerzy i wyrzutni rakiet, a od ich trajektorii, lokalizuje pozycję na ziemi na broń zwolniony. Takie radary są podklasą szerszej klasy radarów wykrywania celów .

Wczesne radary przeciwbateryjne były powszechnie używane przeciwko moździerzom, których trajektorie wzniesienia były wysoce symetryczne i pozwalały na łatwe obliczenie położenia wyrzutni. Począwszy od lat siedemdziesiątych, komputery cyfrowe o ulepszonych możliwościach obliczeniowych umożliwiały również wyznaczanie bardziej złożonych trajektorii artylerii dalekiego zasięgu. Normalnie radary te byłyby dołączane do sojuszniczych jednostek artylerii lub ich jednostek wsparcia, co pozwalałoby im szybko zorganizować ostrzał przeciwbateryjny .

Za pomocą nowoczesnych systemów komunikacyjnych informacje z jednego radaru mogą być szybko rozpowszechniane na duże odległości. Umożliwia to radarowi powiadamianie wielu baterii, a także wczesne ostrzeganie sojuszniczych celów. Nowoczesny radar przeciwbateryjny może zlokalizować wrogie baterie w odległości do około 50 km, w zależności od możliwości radaru oraz ukształtowania terenu i pogody. Niektóre radary przeciwbateryjne mogą być również używane do śledzenia ognia sojuszniczej artylerii i obliczania poprawek, aby dostosować ogień do określonego miejsca, ale zwykle jest to drugorzędny cel misji.

Radar to najnowszy sposób namierzania wrogiej artylerii. Pojawienie się ognia pośredniego w czasie I wojny światowej spowodowało rozwój dalmierzy dźwiękowych , wykrywania błysków i rozpoznania lotniczego, zarówno wizualnego, jak i fotograficznego. Radary, takie jak zasięg dźwiękowy i wykrywanie błyskiem, wymagają wrogich dział itp. do wystrzelenia, zanim zostaną zlokalizowane.

Historia

Pierwsze radary zostały opracowane do celów przeciwlotniczych tuż przed II wojną światową . Wkrótce potem pojawiły się radary kierowania ogniem dla statków i baterii artylerii przybrzeżnej. Ten ostatni mógł obserwować rozpryski wody z brakujących ujęć, umożliwiając nanoszenie poprawek. Ogólnie rzecz biorąc, pociski nie były widoczne bezpośrednio przez radar, ponieważ były zbyt małe i zaokrąglone, aby wykonać silny powrót i poruszały się zbyt szybko, aby mogły nadążać mechaniczne anteny z epoki.

Operatorzy radarów w lekkich bateriach przeciwlotniczych w pobliżu linii frontu odkryli, że są w stanie śledzić bomby moździerzowe. Prawdopodobnie pomogły w tym płetwy bomby tworzące częściowy sześcian narożny, który silnie odbijał sygnał. Te przypadkowe przechwycenia doprowadziły do ​​ich dedykowanego zastosowania w tej roli, w razie potrzeby ze specjalnymi instrumentami wtórnymi i opracowaniem radarów przeznaczonych do namierzania moździerzy. Dedykowane radary do namierzania moździerzy były powszechne od lat 60. XX wieku i były używane do około 2000 roku.

Zlokalizowanie moździerzy było stosunkowo łatwe ze względu na ich wysoką, łukową trajektorię. Czasami tuż po wystrzeleniu i tuż przed uderzeniem trajektoria jest prawie liniowa. Jeśli radar obserwuje pocisk w dwóch punktach w czasie tuż po wystrzeleniu, linia między tymi punktami może zostać przedłużona do ziemi i zapewnia bardzo dokładne położenie moździerza, co jest więcej niż wystarczające, aby artyleria kontrbaterii mogła go z łatwością trafić. Lepsze radary były również w stanie wykryć haubice podczas strzelania pod dużymi kątami (wzniesienia większe niż 45 stopni), chociaż takie użycie było dość rzadkie.

Trudniejsze były trajektorie niskiego kąta zwykle używane przez działa, haubice i rakiety. Czysto balistyczne trajektorie o małym kącie są krzywe, stosunkowo paraboliczne na początku lotu, ale stają się znacznie bardziej zakrzywione pod koniec. Jest to dodatkowo modyfikowane przez niewielkie efekty, takie jak wiatr, różnice ciśnienia powietrza i efekty aerodynamiczne, które mają czas, aby dodać zauważalny wpływ na ogień dalekiego zasięgu, ale można je zignorować w przypadku systemów krótkiego zasięgu, takich jak moździerze. Efekty te są minimalizowane natychmiast po wystrzeleniu, ale mały kąt utrudnia dostrzeżenie pocisków w tym czasie, w przeciwieństwie do moździerza, który niemal natychmiast wznosi się nad horyzont. Dodatkowym problemem jest fakt, że tradycyjne pociski artyleryjskie są trudnymi celami radarowymi.

Na początku lat 70. systemy radarowe zdolne do lokalizowania broni wydawały się możliwe, a wielu europejskich członków NATO rozpoczęło wspólny projekt Zenda. Było to krótkotrwałe z niejasnych powodów, ale USA rozpoczęły program Firefinder, a Hughes opracował niezbędne algorytmy, chociaż zajęło to dwa lub trzy lata trudnej pracy.

Następnym krokiem naprzód był europejski, kiedy w 1986 roku Francja, Niemcy i Wielka Brytania uzgodniły „Listę wymagań wojskowych” dla nowego radaru przeciwbateryjnego. Cechą wyróżniającą było to, że zamiast po prostu lokalizować pojedyncze działa itp., radar był w stanie zlokalizować wiele jednocześnie i pogrupować je w baterie z punktem centralnym, wymiarami i położeniem długiej osi baterii. Radar ten w końcu trafił do służby jako system AESA COBRA (Counter Battery Radar) firmy Euro-ART . Wyprodukowano i dostarczono 29 systemów COBRA w fazie roll-out, która została zakończona w sierpniu 2007 roku (12 do Niemiec – z czego dwa zostały odsprzedane do Turcji, 10 do Francji i 7 do Wielkiej Brytanii). Trzy dodatkowe systemy zostały zamówione w lutym 2009 roku przez Siły Zbrojne Zjednoczonych Emiratów Arabskich. Równolegle z rozwojem COBRA Norwegia i Szwecja opracowały mniejszy, bardziej mobilny radar przeciwbateryjny, znany jako ARTHUR . Został oddany do użytku w 1999 roku i jest dziś używany przez 7 krajów NATO oraz Republikę Korei Południowej. Nowe wersje ARTUR mają dwukrotnie większą dokładność niż oryginał.

Operacje w Iraku i Afganistanie doprowadziły do ​​pojawienia się nowego zapotrzebowania na mały radar przeciwzaprawowy do użytku w wysuniętych bazach operacyjnych, zapewniający 360-stopniowy zasięg i wymagający minimalnej załogi. W kolejnym kroku wstecz okazało się również możliwe dodanie oprogramowania przeciwdziałającego baterii do radarów nadzoru przestrzeni powietrznej pola bitwy.

Opis

Podstawową techniką jest śledzenie pocisku przez czas wystarczający do zarejestrowania odcinka trajektorii. Zwykle odbywa się to automatycznie, ale niektóre wczesne i nie tak wczesne radary wymagały od operatora ręcznego śledzenia pocisku. Po przechwyceniu segmentu trajektorii można go następnie przetworzyć w celu określenia jego punktu początkowego na ziemi. Przed cyfrowymi bazami danych terenu obejmowało to ręczne iteracje z mapą papierową w celu sprawdzenia wysokości na współrzędnych, zmiany wysokości lokalizacji i ponownego obliczenia współrzędnych, aż do znalezienia zadowalającej lokalizacji.

Dodatkowym problemem było przede wszystkim znalezienie pocisku w locie. Stożkowata wiązka tradycyjnego radaru musiała być skierowana we właściwym kierunku, a żeby mieć wystarczającą moc i dokładność, wiązka nie mogła mieć zbyt dużego kąta, zwykle około 25 stopni, co utrudniało znalezienie pocisku. Jedną z technik było rozmieszczenie stanowisk nasłuchowych, które informowały operatora radaru, gdzie należy skierować wiązkę, w niektórych przypadkach radar nie włączał się do tego momentu, aby był mniej podatny na elektroniczne środki zaradcze (ECM). Jednak konwencjonalne wiązki radarowe nie były szczególnie skuteczne.

Ponieważ parabola jest definiowana przez zaledwie trzy punkty, śledzenie odcinka trajektorii nie było szczególnie wydajne. : Royal Radar Establishment w Wielkiej Brytanii opracowali różne podejścia do ich Zielona Archer systemu. Zamiast stożkowej wiązki sygnał radarowy był wytwarzany w postaci wentylatora o szerokości około 40 stopni i wysokości 1 stopnia. Foster skaner zmodyfikowany sygnał aby spowodować, że koncentrują się na poziomym miejscu, które szybko skanowane iz powrotem. To pozwoliło mu kompleksowo zeskanować mały „kawałek” nieba. Operator obserwował, czy bomby moździerzowe przelatują przez obszar, ustalając jego zasięg za pomocą taktowania impulsów, jego położenie poziome na podstawie lokalizacji skanera Fostera w tej chwili oraz jego położenie w pionie pod znanym kątem cienkiej wiązki. Następnie operator przestawia antenę pod drugim kątem, zwróconą wyżej w powietrze, i czeka na pojawienie się tam sygnału. W ten sposób powstały niezbędne dwa punkty, które mogłyby być przetwarzane przez komputer analogowy. Podobnym systemem był amerykański AN/MPQ-4 , chociaż był to nieco późniejszy projekt iw rezultacie nieco bardziej zautomatyzowany.

Jednak, gdy pojawiły się radary z układem fazowanym, wystarczająco kompaktowe do użytku w terenie i dysponujące rozsądną cyfrową mocą obliczeniową, oferowały lepsze rozwiązanie. Radar z układem fazowym ma wiele modułów nadajnika/odbiornika, które wykorzystują dostrajanie różnicowe do szybkiego skanowania do kąta 90 stopni bez przesuwania anteny. Mogą wykryć i śledzić wszystko, co znajduje się w ich polu widzenia, pod warunkiem, że mają wystarczającą moc obliczeniową. Mogą odfiltrować cele, które nie są przedmiotem zainteresowania (np. samoloty) iw zależności od ich możliwości śledzić użyteczną część reszty.

Radary kontrbateryjne działały głównie w paśmie X, ponieważ zapewnia to największą dokładność dla małych celów radarowych. Jednak w obecnie produkowanych radarach pasmo C i pasmo S są wspólne. Wykorzystano również pasmo Ku . Zasięgi wykrywania pocisków są regulowane przez przekrój radarowy (RCS) pocisków. Typowe RCS to:

  • Bomba moździerzowa 0,01 m 2
  • Pocisk artyleryjski 0,001 m 2
  • Lekka rakieta (np. 122 mm) 0,009 m 2
  • Ciężka rakieta (np. 227 mm) 0,018 m 2

Najlepsze współczesne radary mogą wykrywać pociski haubic z odległości około 30 km i rakiety/moździerze z odległości ponad 50 km. Oczywiście trajektoria musi być wystarczająco wysoka, aby radar mógł ją dostrzec na tych odległościach, a ponieważ najlepsze wyniki lokalizacyjne dla dział i rakiet są osiągane przy rozsądnej długości segmentu trajektorii w pobliżu działa, wykrywanie dalekiego zasięgu nie gwarantuje dobre wyniki lokalizacyjne. Dokładność lokalizacji jest zwykle określana przez prawdopodobny błąd kołowy (CEP) (okrąg wokół celu, w którym spadnie 50% lokalizacji) wyrażony jako procent zasięgu. Nowoczesne radary zazwyczaj dają CEP około 0,3-0,4% zasięgu. Jednak przy tych liczbach dokładność dalekiego zasięgu może być niewystarczająca do spełnienia Zasad Walki o ostrzał przeciwbateryjny w operacjach kontrpartyzanckich.

Radary zazwyczaj mają załogę 4–8 żołnierzy, chociaż do obsługi radaru potrzebny jest tylko jeden. Starsze typy były w większości montowane na przyczepach z oddzielnym generatorem, więc uruchomienie zajęło 15–30 minut i wymagało większej załogi. Jednak samobieżne są używane od lat 60. XX wieku. Aby uzyskać dokładne lokalizacje, radary muszą znać swoje dokładne współrzędne i być precyzyjnie zorientowane. Do około 1980 r. opierało się to na konwencjonalnych pomiarach artylerii, chociaż pomogła orientacja żyroskopowa z połowy lat 60. XX wieku. Nowoczesne radary posiadają integralny system nawigacji inercyjnej, często wspomagany przez GPS.

Radary mogą wykrywać pociski ze znacznych odległości, a większe pociski dają silniejsze odbite sygnały (RCS). Zasięgi detekcji zależą od przechwycenia co najmniej kilkusekundowej trajektorii i mogą być ograniczone horyzontem radaru i wysokością trajektorii. W przypadku trajektorii nieparabolicznych ważne jest również, aby uchwycić trajektorię jak najbliżej jej źródła, aby uzyskać niezbędną dokładność.

Akcja lokalizowania wrogiej artylerii zależy od polityki i okoliczności. W niektórych armiach radary mogą mieć uprawnienia do wysyłania szczegółów celu do jednostek ogniowych przeciwbateryjnych i nakazywania im strzelania, w innych mogą jedynie przekazywać dane do kwatery głównej, która następnie podejmuje działania. Współczesne radary zwykle rejestrują cel, a także pozycję ostrzału wrogiej artylerii. Jest to jednak zwykle do celów wywiadowczych, ponieważ rzadko jest czas na zaalarmowanie celu z wystarczającym czasem ostrzeżenia w środowisku pola bitwy, nawet przy komunikacji danych. Są jednak wyjątki. Nowy lekki radar przeciwdziałający moździerzom (LCMR – AN/TPQ 48) jest obsługiwany przez dwóch żołnierzy i przeznaczony do rozmieszczania na wysuniętych pozycjach, w tych okolicznościach może natychmiast ostrzec sąsiednie wojska, a także przekazywać dane o celu do pobliskich moździerzy w celu przeciwdziałania ogień. Podobna sytuacja dotyczy nowego radaru GA10 (Ground Alerter 10) zakwalifikowanego i pomyślnie wdrożonego przez francuskie siły lądowe w kilku różnych FOB-ach na całym świecie.

Zagrożenia

Radary są wrażliwymi i cennymi celami; są łatwe do wykrycia i zlokalizowania, jeśli wróg ma niezbędną zdolność ELINT/ESM . Konsekwencją tego wykrycia może być atak ostrzałem artyleryjskim lub samolotami (w tym pociskami przeciwradiolokacyjnymi ) lub elektroniczne środki zaradcze . Zwykłe środki zapobiegające wykryciu to wykorzystanie horyzontu radarowego do ekranowania przed wykrywaniem naziemnym, minimalizowanie czasu transmisji i stosowanie urządzeń alarmowych, aby poinformować radar o aktywności wrogiej artylerii. Rozmieszczanie radarów pojedynczo i częste przemieszczanie się zmniejsza narażenie na atak.

Jednak w środowiskach o niskim zagrożeniu, takich jak Bałkany w latach 90., mogą nadawać w sposób ciągły i rozmieszczać się w klastrach, aby zapewnić wszechstronny nadzór.

W innych okolicznościach, szczególnie w przypadku kontrpartyzantki, gdzie głównym zagrożeniem jest atak naziemny z ogniem bezpośrednim lub ogniem pośrednim krótkiego zasięgu, radary rozmieszczane są w bronionych miejscowościach, ale nie muszą się przemieszczać, chyba że muszą objąć inny obszar.

Bezpieczeństwo

Radary z licznikiem baterii działają na częstotliwościach mikrofalowych przy stosunkowo wysokim średnim zużyciu energii (do kilkudziesięciu kilowatów). Obszar bezpośrednio przed tablicą radarową dla radarów wysokoenergetycznych jest niebezpieczny dla zdrowia ludzkiego. Intensywne fale radarowe systemów takich jak AN/TPQ-36 mogą również detonować elektrycznie skondensowaną amunicję na krótkim dystansie.

Systemy radarowe z licznikiem baterii

SLC-2 Radar licznika baterii

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki