Číňania vyvíjajú „lovca stealth stíhačiek“. F-35 má v noci zachytiť na 61 km

Vývoj technológií na prekonanie zníženej radarovej odrazovej plochy moderných lietadiel naberá nový rozmer. Tím výskumníkov z inštitúcie China Airborne Missile Academy publikoval výsledky simulácie nového typu laserovej navádzacej hlavice, ktorá využíva jednofotónový lidar na zachytenie nepatrných odrazov svetla od povrchu stealth lietadiel.

Počítačový model ukázal, že tento kompaktný optický systém dokáže v nočných podmienkach spoľahlivo lokalizovať americkú stíhačku Lockheed Martin F-35 Lightning II až na vzdialenosť približne 61,5 kilometra. Podrobnosti o prelomovom koncepte zverejnila štúdia publikovaná v odbornom časopise Aero Weaponry.

Konvenčné systémy protivzdušnej obrany a vzdušného boja sa doteraz spoliehali predovšetkým na radarové a infračervené senzory. Zavedenie aktívneho optického sledovania by mohlo vytvoriť celkom novú vrstvu detekcie, proti ktorej súčasné lietadlá piatej generácie nemajú dostatočné ochranné protiopatrenia.

Jednofotónový lidar prekonáva limity rakiet

Lidar funguje na princípe vysielania laserových impulzov smerom k cieľu a následného merania času návratu odrazeného svetla. Zatiaľ čo klasické systémy potrebujú silný odrazený signál, jednofotónové detektory dokážu zaznamenať aj mimoriadne slabé kvantá svetla, čo je kľúčové pri miniatúrnych rozmeroch navádzacích hlavíc.

Konštruktéri rakiet dlhodobo narážajú na prísne obmedzenia týkajúce sa hmotnosti, vnútorného priestoru a elektrického príkonu. Čínsky tím preto namiesto veľkého lietadlového kontajnera navrhol kompaktnú optickú zostavu s objektívom s priemerom 100 milimetrov a laserovým zdrojom generujúcim impulzy s energiou len 1 milijoul.

Celý systém pracuje na vlnovej dĺžke 1 064 nanometrov, kde je absorpcia atmosféry relatívne nízka. Simulácia brala do úvahy nielen atmosférický útlm a šum detektora, ale aj čas potrebný na zotavenie senzora po zachytení každého jednotlivého fotónu pred prijatím ďalšieho signálu.

interestingengineering.com

Nočné podmienky a mimoriadne presné dáta

Svetelné podmienky okolitého prostredia mali na účinnosť senzora zásadný vplyv. Počas denného svetla dokázal simulovaný senzor zachytiť námornú verziu stíhačky F-35C na vzdialenosť 17,2 míle (zhruba 27,7 kilometra) z dôvodu vysokého slnečného pozadia.

Akonáhle však nastala noc a úroveň rušivého svetla dramaticky klesla, dosah senzora sa zvýšil až na 38,2 míle. Na vytvorenie stabilnej stopy a uzamknutie cieľa pritom systému postačoval odstup signálu od šumu 8,8 decibelu a zachytenie aspoň 9,4 fotónu z odrazeného impulzu.

Pri priblížení na kratšiu vzdialenosť dokáže lidar poskytnúť oveľa viac než len základnú informáciu o prítomnosti nepriateľa. Na vzdialenosti 27,7 kilometra dosahuje hĺbková presnosť merania približne 20 centimetrov a priečne rozlíšenie okolo 50 centimetrov, čo umožňuje vytvoriť detailný trojrozmerný profil cieľa.

• Pracovná vlnová dĺžka 1 064 nm: Zvolená frekvencia infračerveného spektra minimalizuje účinnosť existujúcich stealth povrchov a poťahov absorbujúcich radarové vlny.
• Nočný dosah vyše 61 km: Nízka hladina fotónového šumu v noci umožňuje zachytiť nepatrné odrazy na vzdialenosť za hranicou priamej viditeľnosti.
• Vysoká priestorová presnosť: Senzor vytvára detailnú 3D siluetu cieľa s presnosťou na desiatky centimetrov, čo znemožňuje klamanie jednoduchými návnadami.

Úzke lúče a taktické výzvy vo vzdušnom boji

Hoci teoretický dosah vyzerá sľubne, prechod z matematického modelu do reality so sebou prináša vážne fyzikálne a taktické prekážky. Na rozdiel od rádiolokátora s plošným vyžarovaním vysiela lidar mimoriadne úzky laserový zväzok, ktorým je veľmi náročné prehľadávať rozsiahly vzdušný priestor.

Stíhacie lietadlo F-35 navyše disponuje arzenálom schopným eliminovať protivníka dávno predtým, než sa dostane do dosahu lidaru. Pre boj na veľké vzdialenosti využíva moderné rakety AIM-120D-3 AMRAAM a v manévrovom boji pokročilé strely AIM-9X Sidewinder s vlastným infračerveným navádzaním.

Čínsky priemysel však investuje do laserových aplikácií značné prostriedky a inštitúcie ako 303 Research Institute či výrobca Shenyang Aircraft Corp. už predstavili niekoľko konceptov podvesných laserových kontajnerov. Praktické nasadenie laserového navádzania v raketovom arzenáli si však vyžiada ešte roky vývoja a náročných letových testov.

Čítajte viac z kategórie: Novinky