تناولنا في المقال السابق مشكلة البحث عن حاملات الطائرات والمجموعات الضاربة المحمولة على متن السفن (AUG و KUG) ، وكذلك توجيه أسلحة الصواريخ إليها باستخدام وسائل استطلاع الفضاء. يعد تطوير الأبراج المدارية من أقمار الاستطلاع والاتصالات ذات أهمية استراتيجية لضمان أمن الدولة ، ومع ذلك ، فإن اكتشاف حاملات الطائرات ومجموعات الضربات البحرية (AUG و KUG) وتوجيه الصواريخ المضادة للسفن (ASM) في يمكن أيضًا تنفيذها بشكل فعال بوسائل أخرى. في هذه المقالة ، سننظر في مجمعات الستراتوسفير الواعدة التي يمكن استخدامها لحل هذه المشكلات.
سواتل الغلاف الجوي - المناطيد الجوية غير المأهولة في الستراتوسفير
في مقال إحياء المناطيد. المناطيد كجزء مهم من القوات المسلحة في القرن الحادي والعشرين ، درسنا المجالات المحتملة لاستخدام المناطيد في ساحة المعركة. واحدة من أكثر الطرق فعالية لاستخدامها هي إنشاء طائرات استطلاع تتمتع باستقلالية هائلة ومجال رؤية.
ومن الأمثلة على ذلك المشروع الروسي للمنطاد بلا طيار "بيركوت" المصمم للعمل على ارتفاعات تتراوح بين 20 و 23 كيلومترًا لمدة ستة أشهر. يجب ضمان المدة الطويلة للرحلة بسبب نقص الطاقم ونظام الإمداد بالطاقة الذي يعمل بألواح شمسية. تتمثل المهام الرئيسية المفترضة لمنطاد بيركوت في توفير تتابع الاتصالات والاستطلاع على ارتفاعات عالية ، بما في ذلك اكتشاف وتحديد الأجسام البرية والبحرية.
كتلة معدات الاستطلاع التي يمكن وضعها على منطاد بيركوت هي 1200 كيلوغرام ، ويتم تزويد المعدات المثبتة بالطاقة. يمكن للمنطاد الحفاظ على موقع معين مشابه للقمر الصناعي الثابت بالنسبة للأرض. على ارتفاع 20 كيلومترًا ، يبلغ أفق الراديو حوالي 600-750 كيلومترًا ، وتبلغ مساحة السطح التي تم مسحها أكثر من مليون كيلومتر مربع ، وهو ما يعادل مساحة إقليم ألمانيا وفرنسا مجتمعين. يمكن لمحطات الرادار الحديثة (الرادارات) المزودة بهوائي صفيف مرحلي نشط (AFAR) أن توفر نطاق كشف للأهداف السطحية الكبيرة على مسافة حوالي 500-600 كيلومتر.
يمكن أن ترتفع المناطيد. يكاد يكون مضمونًا ، يمكن ضمان تشغيلها على ارتفاع حوالي 30 كيلومترًا ، ويصل الارتفاع المحقق لارتفاع بالونات الأرصاد الجوية إلى 50 كيلومترًا.
في عام 2005 ، أعلنت القوات المسلحة الأمريكية عن افتتاح برنامج لبناء بالونات ومناطيد عسكرية فائقة الارتفاع ، والتي سيتعين عليها العمل عمليًا على الحدود الدنيا للفضاء. وفي العام نفسه ، نفذت وكالة الأبحاث الدفاعية المتقدمة DARPA أعمالًا أولية لتشكيل مظهر بالون استطلاع قادر على العمل على ارتفاع حوالي 80 كم.
ما هي المهام التي يمكن أن تسند إلى المناطيد غير المأهولة على ارتفاعات عالية؟
بادئ ذي بدء ، هذه هي السيطرة على حدود الدولة لروسيا ، بما في ذلك البحر. يمكن للطائرات عالية الارتفاع للكشف عن الرادار بعيد المدى (أواكس) اكتشاف صواريخ كروز منخفضة الطيران وإصدار التعيين المستهدف لها للطائرات المقاتلة وأنظمة الصواريخ المضادة للطائرات (SAM) ، وهو أمر مستحيل بالنسبة للرادارات الثابتة فوق الأفق (ZGRLS).كما هو مطبق على السيطرة على المناطق المائية ، يمكن للطائرات بدون طيار اكتشاف مناظير الغواصات والطيران البحري والسفن أحادية السطح و AUG و KUG.
يمكن أن يكون الخيار الآخر هو نشر طائرات أواكس بدون طيار "في المياه المحايدة" - في نقاط رئيسية بمحيطات العالم و / أو في منطقة الرؤية لقواعد العدو البحرية. يمكن القيام بصيانة هذه المناطيد بواسطة سفن متخصصة أو على أراضي دول صديقة / محايدة.
يمكن للطائرات التي يُحتمل أن تكون بدون طيار مرافقة AUG فور مغادرة حاملة الطائرات البحر. يمكن تخصيص بعض المناطيد لمناطق تحكم مخصصة ، حيث يجب عليهم مرافقة AUG / KUG الخاصة بهم ، ونقلهم في نقاط معينة إلى المناطيد في المنطقة التالية.
بالطبع ، تعد المناطيد الضخمة هدفًا ضعيفًا لطائرات العدو ، ولكن هناك العديد من الفروق الدقيقة: أولاً ، عندما تكون داخل حدود الدولة وعلى مسافة قصيرة منها ، يمكن توفير سلامة المناطيد غير المأهولة بواسطة طيران Air. القوة (القوة الجوية) ، بينما سنقوم بتوفير التحكم السطحي على مسافة حوالي 600-800 كيلومتر من حدود الدولة.
ثانيًا ، ستؤدي القدرة على توفير التتبع من مسافة حوالي 500-600 كيلومتر إلى تعقيد عمل الطيران المعتمد على حاملات العدو بشكل كبير ، نظرًا لأن تنظيم واجب المقاتلين المستمر في منطقة تدمير المنطاد جوًا - ستكون هناك حاجة إلى صواريخ جوية ، والتي بدورها ستؤدي إلى تآكل متسارع لمورد محركات الطائرات وتكلفة إضافية لوقت الرحلة ، أو يجب إرسال المقاتلات مباشرة إلى فترة التهديد ، وفي هذه الحالة يمكن للمنطاد مغادرة المنطقة المصابة حتى مع مراعاة سرعتها المنخفضة.
ثالثًا ، في حالة حدوث صراع حقيقي ، عندما تكون AUG في منطقة الرؤية الخاصة بطائرة الاستطلاع وفي نطاق الصواريخ المضادة للسفن التي يتم إطلاقها من SSGNs ، يمكن للمقاتلين من حاملة الطائرات تدمير المنطاد بدون طيار ، لكن سيكون لديهم لا مكان للعودة. ويمكن اعتبار مثل هذا التبادل مقبولًا تمامًا.
إذا زاد الارتفاع التشغيلي للطائرات بدون طيار إلى 30-40 كيلومترًا ، فسيصبح من الصعب إسقاطها ، وسيزداد نطاق عرض وسائل الاستطلاع على متن الطائرة بشكل كبير.
الأقمار الصناعية الجوية - الطائرات بدون طيار الكهربائية على ارتفاعات عالية
ستصبح المركبات الجوية غير المأهولة على ارتفاعات عالية (UAVs) مع مدة طيران طويلة إضافة إلى المناطيد الجوية في الستراتوسفير. من المفترض أن الطائرات بدون طيار في الستراتوسفير التي تعمل بمحركات كهربائية تعمل بالبطاريات والألواح الشمسية ستكون قادرة على البقاء في الهواء لأشهر أو حتى سنوات.
بناءً على عدد المشاريع ، تعد الطائرات بدون طيار في الستراتوسفير منطقة واعدة للغاية. بادئ ذي بدء ، تعتبر بديلاً للأقمار الصناعية لنشر أنظمة الاتصالات (لكل من التطبيقات المدنية والعسكرية) ، وكذلك للمراقبة والاستطلاع.
واحدة من أكثر المشاريع طموحًا هي طائرة بوينج SolarEagle (Vulture II) UAV ، والتي من المفترض أن توفر القدرة على نقل الاتصالات والاستطلاع ، باستمرار في الجو لمدة خمس سنوات (!) على ارتفاع حوالي عشرين كيلومترًا. يتم تمويل المشروع من قبل وكالة DARPA.
يبلغ طول جناحي طائرة SolarEagle UAV 120 مترًا ، وتصل السرعة القصوى إلى 80 كيلومترًا في الساعة. من المفترض أن تنتج الألواح الشمسية لطائرة SolarEagle UAV 5 كيلوواط من الكهرباء ، والتي سيتم تخزينها للرحلات الليلية في خلايا الوقود.
تم تصميم طائرة أخرى من طراز Solara 60 تعمل بالكهرباء على ارتفاعات عالية من شركة Titan Aerospace ، حصلت عليها Google في عام 2014 ، وهي مصممة أيضًا للرحلات الطويلة على ارتفاع يزيد عن 20 كيلومترًا. يتضمن تصميم Solara 60 UAV محركًا كهربائيًا واحدًا مزودًا بمروحة ذات قطر كبير وبطاريات ليثيوم بوليمر وألواح شمسية.خططت Google للحصول على 11000 Solara 60 UAVs لتقديم صور في الوقت الفعلي لسطح الأرض ونشر الإنترنت. تم تعليق المشروع في عام 2016.
في عام 2001 ، اختبرت ناسا طائرة هيليوس الكهربائية على ارتفاعات عالية. كان ارتفاع الرحلة 29.5 كيلومترًا ، وكانت مدة الرحلة 40 دقيقة.
حققت روسيا نجاحًا متواضعًا في هذا الاتجاه. تقوم منظمة NPO التي تحمل اسم لافوشكين بتطوير مشروع للطائرة بدون طيار من طراز الستراتوسفير "Aist" LA-252 بارتفاع طيران يتراوح بين 15 و 22 كيلومترًا وسعة حمل تبلغ 25 كيلوجرامًا. يتم تشغيل المحركين الكهربائيين بواسطة الألواح الشمسية أثناء النهار ومن البطاريات في الليل.
تقوم شركة Tiber ، مع صندوق الأبحاث المتقدمة (FPI) ، بتطوير طائرة بدون طيار من طراز Sova الستراتوسفير قادرة على العمل على ارتفاع حوالي 20 كيلومترًا.
في عام 2016 ، طار النموذج الأولي للطائرة بدون طيار SOVA 50 ساعة على ارتفاع 9 كيلومترات. لسوء الحظ ، تحطم النموذج الأولي الثاني الذي يبلغ طول جناحيه 28 مترًا أثناء الاختبار في عام 2018. كان من المفترض أن يقضي النموذج الأولي الثاني 30 يومًا في رحلة بدون توقف ، حيث يصل ارتفاعه إلى 20 كيلومترًا.
يمكن أن تعزى عيوب جميع المشاريع الحالية للطائرات بدون طيار الكهربائية في الستراتوسفير إلى القيمة الصغيرة للحمولة - في أحسن الأحوال ، تبلغ عدة مئات من الكيلوجرامات. ومع ذلك ، حتى القدرة الاستيعابية الحالية تجعل من الممكن وضع معدات الاستطلاع البصري و / أو معدات الاستطلاع الإلكترونية (RTR) على الطائرات بدون طيار الكهربائية على ارتفاعات عالية.
من ناحية أخرى ، فإن هذا النوع من الطائرات لا يزال في بداية تطويره فقط. يتيح لنا التقدم في مجال البطاريات والمحركات الكهربائية التحدث عن طيران الركاب التجاري ، كما يساهم انتشار الطاقة الخضراء في عدد كبير من الأعمال لتحسين كفاءة الخلايا الشمسية. تظهر الطائرات بدون طيار المزودة بخلايا وقود الهيدروجين نتائج ممتازة.
يجب ألا ننسى التقدم في تطوير المواد المركبة التي تسمح بزيادة قوة جسم الطائرة مع تقليل الوزن وتقليل توقيع الرادار ، بالإضافة إلى تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد التي تجعل من الممكن تصنيع أجزاء متجانسة خفيفة ومتينة باستخدام مركب الهيكل الداخلي ، الذي يستحيل إنتاجه بالطرق التقليدية.
معًا ، هذا يجعل من الممكن الاعتماد على ظهور الطائرات بدون طيار الكهربائية على ارتفاعات عالية - في الواقع الأقمار الصناعية في الغلاف الجوي مع زيادة القدرة الاستيعابية ونطاق طيران غير محدود عمليًا.
مثلما يؤدي تقليل حجم وتعقيد إنتاج الأقمار الصناعية الأرضية الاصطناعية (AES) ، وكذلك تكلفة إطلاقها ، إلى حقيقة أن عددها في المدار يتزايد بسرعة ، فإن تحسين الطائرات بدون طيار في الستراتوسفير يمكن أن يؤدي إلى تأثير مماثل في طبقة الستراتوسفير ، عندما تكون في لحظة معينة في السماء عشرات الآلاف من الطائرات بدون طيار الكهربائية على ارتفاعات عالية التي تنقل الاتصالات ، وتؤدي ملاحظات الأرصاد الجوية ، والملاحة ، والاستطلاع ، وتحل عددًا كبيرًا من المهام التجارية والعسكرية الأخرى.
ماذا يعني هذا بالنسبة لنا من حيث تتبع AUG / KUG؟ حقيقة أنه لن يكون من السهل العثور على طائرة استطلاع بدون طيار بين عدد كبير من الطائرات المأهولة والطائرات بدون طيار المدنية والعسكرية من مختلف البلدان ولأغراض مختلفة.
مقارنة بطائرات الاستطلاع المأهولة والأنواع الأخرى من الطائرات بدون طيار ومنطاد الستراتوسفير ، يجب أن تكون الطائرات بدون طيار الكهربائية على ارتفاعات عالية أقل وضوحًا. توقيعهم الحراري غائب عمليًا ، وبصمة الرادار غير ذات أهمية ويمكن تقليلها بمساعدة الحلول المناسبة.
الاستنتاجات
يمكن أن تشكل طائرات الستراتوسفير والطائرات بدون طيار الكهربائية على ارتفاعات عالية "المستوى الثاني" لأنظمة الاستطلاع وتحديد الأهداف ، مكملة لقدرات أقمار الاستطلاع وقادرة على تحييد "النقاط المظلمة" إلى حد كبير في مسألة الكشف عن AUG و KUG.
مثل وسائل الاستطلاع المداري ، ستكون طائرات الستراتوسفير والطائرات بدون طيار الكهربائية عالية الفعالية للغاية كوسيلة استطلاع ليس فقط للبحرية ، ولكن أيضًا للفروع الأخرى للقوات المسلحة.
يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن هناك شرطًا مهمًا لضمان تشغيل المناطيد الجوية في الستراتوسفير والطائرات بدون طيار الكهربائية على ارتفاعات عالية هو توافر أنظمة اتصالات الأقمار الصناعية العالمية - فقط في هذه الحالة سيكونون قادرين على العمل على مسافة من حدود الدولة لروسيا.
