|
|
Rakiety przeciwlotnicze
RIM-116 RAM:
System SeaRAM:
|
W połowie lat 70-tych XX wieku marynarka wojenna Stanów Zjednoczonych ciągle borykała się z problemem braku skutecznego systemu obrony bezpośredniej. W tym czasie końca dobiegały prace nad zestawem artyleryjskim model Mk 15 Phalanx, który częściowo miał rozwiązać problem. Skuteczna obrona na bardzo krótkim dystansie nie może jednak ograniczać się tylko do uzbrojenia lufowego. Musi być ono uzupełnione przez zestaw rakietowy. Z tego względu w lipcu 1976 roku firma General Dynamics (dywizja Pomona Division) rozpoczęła opracowywanie niskokosztowego, lekkiego, szybko reagującego rakietowego systemu obrony bezpośredniej. W pracach nad pociskami model RIM-116 uczestniczyły także firmy Messerschmitt AG oraz AEG-Telefunken. Prowadzone one były na mocy dwustronnego porozumienia między Stanami Zjednoczonymi a Republiką Federalną Niemiec i doprowadzić do stworzenia systemu, będącego uzupełnieniem dla artyleryjskiego zestawu model Mk 15 Phalanx. Jego instalacja na okrętach w wydatny sposób zwiększyłaby możliwości obronne przed szybkimi, nisko lecącymi pociskami przeciwokrętowymi. W późniejszym czasie oznaczenie pocisku rozszerzono o skrót RAM (Rolling Airframe Missile), ponieważ w czasie lotu obracały się one wokół własnej osi wzdłużnej. W 1992 roku głównym producentem rakiet stała się firma Hughes Aircraft Company, która odkupiła od General Dynamics dywizję Pomona Division, przyłączając ją do oddziału Hughes Missile Systems Company. W 1997 roku produkcję przejęła firma Raytheon (oddział Raytheon Missile Systems), która nabyła oddział Hughes Missile Systems Company.
W celu obniżenia kosztów programu rozwojowego pocisków model RIM-116 RAM zdecydowano się na wykorzystanie komponentów pochodzących z wykorzystywanych przez lotnictwo rakiet serii AIM-9 Sidewinder. Zapożyczono z niej silnik napędowy, system paliwowy oraz głowicę bojową. Z kolei z rakiety model FIM-92 Stinger, będącej na uzbrojeniu armii, wzięto system naprowadzania działający w podczerwieni IR (InfraRed). W 1978 roku odbył się pierwszy lot testowy rakiety, a w czerwcu 1979 roku z firmą General Dynamics podpisano kontrakt na rozpoczęcie pełnoskalowego programu rozwojowego. W tym czasie testowe pociski oznaczone zostały jako XRTM-116A, a pierwsze ich egzemplarze dostarczone zostały we wrześniu 1981 roku. Prace napotykały jednak na liczne przeszkody natury technicznej, mimo że na przełomie 1982 i 1983 roku dokonano kilku udanych testów, w czasie których cel został przechwycony. Kłopoty rozwojowe przyczyniały się do wolnego tempa prac, które ucierpiało jeszcze bardziej na skutek ograniczenia finansowania projektu. Dopiero w 1987 roku za sprawą Sekretarza Obrony Stanów Zjednoczonych prace nabrały tempa. Zatwierdził on program rozwojowy rakiet model RIM-116A RAM, które wkrótce miały osiągnąć gotowość do seryjnej produkcji. W okresie od stycznia do kwietnia 1990 roku amerykańska flota przeprowadziła testy pocisku. Wówczas oceniła go jako potencjalnie operacyjnie efektywny i potencjalnie przydatny. Jednocześnie zaznaczono, że rakiety model RIM-116A RAM mają pewne braki w zakresie skuteczności w niektórych warunkach pogodowych i sytuacjach taktycznych, przez co nie są bronią zdolną do neutralizacji szerokiego spektrum zagrożeń. Dopiero w 1992 roku przedstawiciele marynarki wojennej stwierdzili, że konstrukcja jest gotowa do rozpoczęcia służby. W maju 1993 roku rakiety model RIM-116A RAM Block 0 zatwierdzone zostały do seryjnej produkcji. Potwierdziły one następnie swoją skuteczność, zarówno we flocie niemieckiej i amerykańskiej, skutecznie przechwytując cel aż 127 razy na 132 podjęte próby.
W ramach programu prowadzonego przez firmę General Dynamics stworzony został rakietowy system przeciwlotniczy obrony bezpośredniej model Mk 31. Złożony on jest z trzech podstawowych podsystemów. Pierwszym jest jednostka WCP (Weapon Control Processor), obliczająca rozwiązania ogniowe, drugim wyrzutnia, a trzecim rakiety serii RIM-116 RAM. System model Mk 31 nie posiada własnych czujników, dlatego sprzęga się go z okrętowymi systemami dowodzenia lub kierowania ogniem. Na okrętach amerykańskich może stanowić część systemu kierowania ogniem model AN/SWY-2, w skład którego wchodzą także dwuwspółrzędny radar dozoru powietrznego model Mk 23 TAS (Target Acquisition System) oraz system walki elektronicznej model AN/SLQ-32. Radar model Mk 23 TAS wyposażony jest we własny system identyfikacji "swój czy obcy" (IFF - Identfication Friend / Foe), komputer przetwarzania danych oraz konsolę z wyświetlaczem. Wykrywa on obiekty, ocenia zagrożenie i wyznacza cele do zniszczenia. Z kolei system model AN/SLQ-32 zapewnia wczesne ostrzeganie, identyfikację i wyszukiwanie radaru naprowadzającego pocisk przeciwokrętowy, stwarzający zagrożenie. Wszystkie dane pochodzące z radaru model Mk 23 TAS i systemu walki elektronicznej model AN/SLQ-32 transmitowane są do komputera przetwarzania danych WCP systemu model Mk 31, który inicjuje procedurę startową. Innym możliwym rozwiązaniem na okrętach amerykańskich jest włączenie systemu model Mk 31 do systemu samoobrony okrętów SSDS (Ship Self Defense System). Integruje on ze sobą i koordynuje działanie różnych elementów obronnych jednostki, takich jak radary, systemy walki elektronicznej, wyrzutnie celów pozornych i rakiet przeciwlotniczych, jak również artyleryjskich zestawów obrony bezpośredniej CIWS (Close-In Weapons System).
Konstrukcja rakiet model RIM-116A RAM Block 0 podzielona została na cztery części. Na samym przedzie znajduje się sekcja naprowadzania, następnie sekcja kontrolna, sekcja bojowa i sekcja napędowa. Kadłub pocisków zaczerpnięty został z wykorzystywanych przez lotnictwo rakiet serii AIM-9 Sidewinder. Ma on długość 2,82 metra i średnicę 0,13 metra. W tylnej części umieszczone zostały cztery stabilizatory, który nieco odchylone są od osi wzdłużnej konstrukcji. Dzięki temu zaraz po wystrzeleniu z wyrzutni rakieta zaczyna obracać się wokół własnej osi wzdłużnej. W przedniej części pocisków na wysokości sekcji kontrolnej zainstalowane zostały dwie powierzchnie sterowe o rozpiętości 0,44 metra. Poruszane są one za pomocą systemu, który otrzymuje odpowiednie impulsy z autopilota.
W sekcji naprowadzania zamontowane są dwa podsystemy. Pierwszy z nich to cztery anteny odbiorcze RF (Radio Frequency) z elektronicznym układem przetwarzania danych. Na samym przedzie sekcji znajdują się dwie anteny, wyłapujące wiązki radarowe emitowane przez aktywne, radarowe systemy kierowania rakiet przeciwokrętowych. W tylnej części pocisków zainstalowane są dwie kolejne anteny, wychwytujące emisję wiązek radarowych z okrętu, z którego nastąpiło odpalenie. Dzięki tym antenom możliwe jest odseparowanie sygnałów wysyłanych przez radar pocisków i radary jednostek nawodnych. Podsystem anten RF z elektronicznym układem przetwarzania danych zaprojektowany został w ten sposób, aby w pełni autonomicznie wykrył źródło emisji wiązek radarowych i rozpoczął jego śledzenie. Kolejnym elementem zamontowanym w sekcji naprowadzania jest system kierowania na podczerwień IR. Jest to drugi podsystem, złożony elektronicznego układu przetwarzania danych i żyroskopowo stabilizowanego detektora lokalizującego cel na podstawie jego promieniowania podczerwonego. Układ elektroniczny anten RF konwertuje otrzymywane sygnały na dane kompatybilne z układem elektronicznym detektora IR, który komunikuje się z autopilotem w sekcji kontrolnej, wysyłając komendy do zmiany kursu.
Sekcja bojowa zaczerpnięta została z wykorzystywanych przez lotnictwo pocisków serii AIM-9 Sidewinder. Złożona ona jest z ważącej 9,4 kilograma pierścieniowej głowicy odłamkowej model WDU-17/B z aktywnym, optycznym zapalnikiem zbliżeniowym model Mk 20 Mod. 2 AOTD (Active Optical Target Detector). Emituje on wiązki podczerwone, które odbijając się od celu trafiają do układu optycznego. Tam promieniowanie podczerwone jest skupiane i kierowane na element światłoczuły. Gdy osiągnie ono natężenie odpowiadające założonej odległości od celu, następuje wytworzenie impulsu zapalającego głowicę. Dodatkowym elementem jest zapalnik kontaktowy, traktowany jako system zapasowy. Oba zapalniki umiejscowione są w sekcji kontrolnej. Sekcja bojowa wyposażona jest także w system bezpiecznego uzbrojenia ładunku (Safe-Arm Device) model Mk 13 Mod. 2.
Ostatnim elementem rakiet model RIM-116A RAM Block 0 jest sekcja napędowa. Złożona ona jest z silnika na paliwo stałe model Mk 112 Mod. 1. Wyposażony on jest w system redukujący ilość dymu, którego duże ilości zawsze pojawiają się przy starcie. Silnik rozpędza pocisk do prędkości ponad 2000 kilometrów na godzinę. Może on razić cele w odległości do około pięciu mil morskich, czyli dziewięciu kilometrów. Masa startowa serii RIM-116A RAM Block 0 wynosi 73,5 kilograma.
Pociski model RIM-116A RAM Block 0 pracują w trybie "odpal i zapomnij". Oznacza to, że po wystrzeleniu rakiety samodzielnie namierzają cel, śledzą go i niszczą. Gdy okrętowy radar dozoru powietrznego oraz system walki elektronicznej wykryją i zidentyfikują zagrożenie, odpowiednie dane przesyłane są do komputera przetwarzania danych WCP systemu model Mk 31. Informacje te dotyczą odległości od obiektu, jego prędkości, kursu, wysokości i częstotliwości radaru naprowadzania, o ile da się ją ustalić. Elektroniczny układ przetwarzania danych podsystemu naprowadzania w podczerwieni IR rakiety znajdującej się w wyrzutni jest w stałym kontakcie z systemem przetwarzania danych WCP, który na bieżąco aktualizuje informacje o celu. Układ oblicza na ich podstawie spodziewany moment przechwycenia obiektu oraz czas i kryteria inicjacji detektora IR. Gdy cel znajdzie się w zasięgu rażenia pocisków model RIM-116A RAM Block 0 następuje odpalenie. Po opuszczeniu wyrzutni rakieta nie otrzymuje dalszych informacji o obiekcie z okrętu, autonomicznie naprowadzając się na cel. W przelotowej fazie lotu wykorzystywane są anteny RF. Gdy obiekt zostanie namierzony, dane wyjściowe z elektronicznego układu przetwarzania danych anten transmitowane są do układu elektronicznego detektora IR. Na ich podstawie żyroskop optyczny kalibrowany jest na cel do przechwycenia. Od tego momentu obiekt obserwowany jest przez detektor IR, który tworzy dwuwymiarowy obraz termiczny i wysyła go do układu elektronicznego systemu naprowadzania na podczerwień. Ten analizuje dane i w momencie gdy spełnione zostaną takie kryteria jak odpowiednia wielkość obrazu termicznego i jego intensywność, detektor IR przejmuje od anten RF zadanie naprowadzania rakiety. Na podstawie wcześniej obliczonego momentu przechwycenia celu oraz danych dostarczanych z detektora IR wysyłany jest impuls do rozpoczęcia pracy przez aktywny, optyczny zapalnik zbliżeniowy AOTD. Gdy wykryje on cel i znajdzie się dostatecznie blisko niego system AOTD wysyła impuls inicjujący eksplozję głowicy odłamkowej.
Rakiety model RIM-116A RAM Block 0 zatwierdzone zostały do produkcji w maju 1993 roku. Miesiąc wcześniej zdecydowano się na wdrożenie programu modernizacyjnego, w ramach którego miały powstać pociski oznaczone jako RIM-116B RAM Block 1, czasem określane także jako RAM II. Decyzja o rozpoczęciu modernizacji podyktowana była tym, że pierwsza odmiana rakiet nie była w stanie neutralizować zagrożenia ze strony pocisków nie naprowadzanych radarowo. We wrześniu 1995 roku dokonana została pozytywna ocena programu badawczego nad nową odmianą pocisków, dzięki czemu mogły rozpocząć się prace rozwojowe, w czasie których przeprowadzone zostały próbne loty serii RIM-116B RAM Block 1. Od stycznia do sierpnia 1999 roku rakieta testowana była na pokładach okrętów marynarki wojennej Stanów Zjednoczonych. Próby wypadły pomyślnie i szef Agencji Testów Operacyjnych i Oceny OPTEVFOR (OPerational TEst and EValuation FORce) wydał opinię o pełnej efektywności operacyjnej rakiet w zwalczaniu różnego rodzaju pocisków manewrujących i rakiet, naprowadzanych i nie naprowadzanych radarowo. Jednocześnie zalecił uzbrojenie okrętów amerykańskiej floty w nową serię RIM-116B RAM Block 1. Decyzja o rozpoczęciu pełnoskalowej produkcji tych pocisków zapadła w styczniu 2000 roku.
Nowością na rakietach model RIM-116B RAM Block 1 w stosunku do poprzedniej odmiany jest dodanie możliwości naprowadzania na podczerwień przez cały lot, a nie tylko w fazie ataku. Cała procedura odpalenia jest bardzo podobna do tej stosowanej w przypadku pocisków RIM-116A RAM Block 0. Okrętowy radar oraz system walki elektronicznej wysyła do komputera WCP systemu model Mk 31 dane o celu. Ten na ich podstawie wybiera tryb naprowadzania. W przypadku gdy obiekt emituje wiązki radarowe może to być standardowe naprowadzanie, takie samo jak w poprzedniej odmianie pocisków. Gdy jest inaczej wybór pada na autonomiczne naprowadzanie na podczerwień. W zależności od dokładności danych o celu następuje selekcja skanowania przestrzeni przez detektor IR. Gdy informacje mają charakter trójwymiarowy detektor pracuje w trybie obrotowym, okrężnie przeszukując przestrzeń. Posiadając dwuwymiarowe informacje wybierany jest tryb wertykalny, w którym przestrzeń skanowana jest z góry na dół. Komputer WCP systemu model MK 31 wysyła do układu elektronicznego detektora IR informacje dotyczące kalibracji żyroskopu stabilizującego detektor. Dzięki jego odpowiedniemu ustawieniu pocisk może być wystrzelony w kierunku, który nie jest pokrywany przez wyrzutnię. Po jej opuszczeniu rakieta zaczyna obracać się wokół własnej osi wzdłużnej i następuje faza przelotowa FBTH (Fly-Behind-The-Head). W jej czasie pocisk leci na podstawie danych uzyskanych od komputera WCP systemu model Mk 31. Faza ta może trwać dłużej lub krócej w zależności od bliskości obiektu do zniszczenia. Istnieje także opcja całkowitego jej pominięcia. Po fazie FBTH pracę (we wcześniej zaprogramowanym trybie okrężnym lub wertykalnym) rozpoczyna detektor promieniowania podczerwonego. Na początku skanuje on szeroki zakres przestrzeni, tworząc dwuwymiarowy obraz i wysyłając go do elektronicznego układu przetwarzania danych systemu naprowadzania na podczerwień. Uzyskane obrazy różnych obiektów są analizowane pod kątem wielkości, intensywności oraz położenia. Na tej podstawie wyodrębniany jest cel do zniszczenia i gdy to nastąpi detektor IR zmienia tryb pracy z poszukiwania na śledzenie danego obiektu, skanując znacznie mniejszy zakres przestrzeni. W tym momencie na podstawie obliczonego przed startem momentu przechwycenia celu oraz danych dostarczanych z detektora IR wysyłany jest impuls do rozpoczęcia pracy przez aktywny, optyczny zapalnik zbliżeniowy AOTD. Gdy wykryje on cel i znajdzie się dostatecznie blisko niego system AOTD wysyła impuls inicjujący eksplozję głowicy odłamkowej.
W listopadzie 1998 roku Stany Zjednoczone oraz Niemcy podpisały kolejną umowę, na mocy której oba kraje miały sfinansować wprowadzenie do odmiany RIM-116B RAM Block 1 modyfikacji HAS (Helicopter / Aircraft / Surface craft). Była ona jedynie zmianą w oprogramowaniu pocisków, jednakże w znaczny sposób wpłynęła na możliwości rakiet, które stały się zdolne do niszczenia takich celów jak śmigłowce, samoloty i jednostki nawodne. Amerykańska flota zaplanowała uzbrojenie w pociski RIM-116B RAM Block 1 z modyfikacją HAS między innymi swoje lotniskowce uderzeniowe. Jednocześnie zamierzano także opracować nowy system dla tych rakiet, który miały otrzymać krążowniki typu Ticonderoga.
Obrona okrętów na bardzo krótkim dystansie jest o tyle trudnym zadaniem, że pozostawia bardzo mało czasu na reakcję. Ciągle unowocześniane pociski przeciwokrętowe stwarzają coraz większe zagrożenie dla jednostek nawodnych. Zrodziło to obawy co do skuteczności artyleryjskich zestawów obrony bezpośredniej w zwalczaniu nisko lecących ponaddźwiękowych rakiet. Na tym gruncie niepewności zrodził się pomysł połączenia w jeden system technologii użytej w zestawie model Mk 15 Phalanx Block 1B PSuM (Phalanx Surface Mode) z pociskami serii RIM-116B RAM Block 1 (z modyfikacją HAS). Powstały w ten sposób system SeaRAM (wszedł do służby w 2008 roku) jest w pełni autonomiczny względem okrętu, nie potrzebując systemów radarowych takich jak Mk 23 TAS oraz zestawów walki elektronicznej serii AN/SLQ-32. Jedynymi elementami, które muszą być sprzęgnięte z okrętem są system chłodzenia i zasilania. Chociaż zestaw SeaRAM operuje niezależnie od innych systemów okrętowych, to może także zostać sprzęgnięty z systemem samoobrony okrętów SSDS.
System model SeaRAM mieści się w tej samej, zwartej obudowie co zestaw Mk 15 Phalanx Block 1B PSuM, z tym że na wieżyczce model Mk 72 zamiast działka kalibru 20 mm. i bębna amunicyjnego umieszczona jest 11-to kontenerowa wyrzutnia z pociskami model RIM-116B RAM Block 1. Wieżyczka obraca się bardzo szybko i precyzyjnie z prędkością 126 stopni na sekundę w poziomie i 92 stopni na sekundę w pionie. W linii wertykalnej może niszczyć cele w zakresie od minus 10 do plus 80 stopni, pokrywając przestrzeń w zakresie 310 stopni. Barbeta mieści w sobie także system zasilania i wymiennik ciepła do chłodzenia wodą morską, dostarczaną przez okrętowe pompy. Nad wieżą model Mk 72 umieszczona została kopuła, wewnątrz której zainstalowano radar poszukujący z cyfrowym system wykrywania celów ruchomych DMTI (Digital Moving Target Indicator). Antena radaru umiejscowiona została w górnej części osłony. Cechą układu DMTI jest to, że ignoruje obiekty nieruchome, przez co zwiększa możliwości lokalizacji nisko i szybko lecących rakiet przeciwokrętowych. Zasięg wykrywania radaru dochodzi do 18 kilometrów. Określa on takie dane o obiekcie jak pozycja, kurs, odległość i wysokość, przesyłając je do głównego komputera przetwarzania danych. Ten analizuje otrzymane informacje i na podstawie jej wyników decyduje czy dany obiekt stanowi zagrożenie. Jeżeli tak, to cel zaczyna być śledzony przez radar monoimpulsowy model AN/VPS-2, znajdujący się w dolnej części obudowy pod radarem poszukującym. Złożony on jest z małej parabolicznej anteny, wyposażonej w system wykrywania celów ruchomych MTI (Moving Target Indicator). Antena model AN/VPS-2 precyzyjniej określa wszystkie parametry obiektu, poruszającego się maksymalnie na wysokości pięciu kilometrów. Dane przekazywane są do głównego komputera przetwarzania danych, obliczającego rozwiązania ogniowe i pozostającego w stałym kontakcie z elektronicznym układem detektorów IR rakiet serii RIM-116B RAM Block 1. Po lewej stronie osłony anten radarowych umiejscowiono stabilizowaną platformę, na której znajduje się system obserwacji w podczerwieni FLIR (Forward-Looking InfraRed). Umożliwia on pasywne poszukiwanie i śledzenie celów nawodnych i powietrznych, takich jak małe łodzie i nisko lecące samoloty i śmigłowce. Zgromadzone dane, podobnie jak radary, wysyła do głównego komputera. W centrum taktycznym okrętu CIC (Combat Information Center) zainstalowany jest panel model Mk 340, który kontroluje system model SeaRAM. Dodatkowo, blisko zestawu znajduje się lokalny panel kontroli Mk 339.
System model SeaRAM łączy w sobie zdolność dokładnego wykrycia, oceny oraz śledzenia celu i bardzo szybkiej realcji na zagrożenie, charakterystycznych dla zestawu model Mk 15 Phalanx Block 1B PSuM, z celnością i wysoką manewrowością rakiet model RIM-116B RAM Block 1. Równie istotne jest to, że pociski mają większy zasięg rażenia niż działko kalibru 20 mm., co daje więcej czasu na skuteczną reakcję i zwiększa prawdopodobieństwo neutralizacji zagrożenia. System model SeaRAM jest bardzo atrakcyjną propozycją dla flot, które dotychczas wykorzystywały zestawy artyleryjskie serii Mk 15 Pkalanx. Jego instalacja nie wymaga wprowadzenia daleko idących modyfikacji, gdyż system wykorzystuje dokładnie te same konsole i w takiej samej ilości, ma takie samo zapotrzebowanie zasilania i wykorzystuje te same pompy dostarczające wodę do systemu chłodzenia. Niskim nakładem kosztów możliwe jest więc unowocześnienie systemu obrony bezpośredniej posiadanych jednostek nawodnych. Dzięki swej autonomiczności system model SeaRAM jest także dobrym rozwiązaniem dla okrętów, które wcześniej nie wykorzystywały zestawów serii Mk 15 Pkalanx, gdyż wymaga jedynie minimalnej integracji z innymi systemami okrętowymi. Co więcej, ryzyko niekompatybilności jest stosunkowo małe, gdyż w amerykańskiej flocie zestawy SeaRAM udanie zintegrowano z systemem samoobrony okrętów SSDS.
Chociaż system SeaRAM jest rozwiązaniem dającym większe możliwości niż zestaw o krótszym zasięgu rażenia serii Mk 15 Phalanx, to instalacja artyleryjskich systemów obrony bezpośredniej nie jest pozbawiona sensu. Pociski przeciwokrętowe mogą przedrzeć się przez rakietową zaporę przeciwlotniczą, a wówczas działka stanowić będą o przetrwaniu przez jednostkę ataku. Z tego względu całkowita rezygnacja z artylerii lufowej jest niezasadna, ponieważ organizacje terrorystyczne mogą wykorzystywać proste pociski przeciwokrętowe, z eliminacją których artyleria nie będzie miała problemu, a wykorzystanie rakiety byłoby nieekonomiczne. Z tego punktu widzenia seria RIM-116 RAM (zarówno w systemie model Mk 31 oraz SeaRAM) i zestaw Mk 15 Phalanx wzajemnie się uzupełniają, tworząc skuteczny system obrony bezpośredniej.
|
