ZEYΣ ΕΛΑΥΝΩΝ


Σάββατο, 31 Ιουλίου 2021

Το πρώτο ραντάρ μαχητικών AESA GaN δεν θα εξοπλίσει τα F-35 και F-22, ή τα 6ης γενιάς Tempest, NGAD, FCAS!

ΣΧΟΛΙΟ ΙΣΤΟΛΟΓΙΟΥ : Η τεχνολογία GaN προσφέρει εν τέλει μεγαλύτερης ισχύος TR modules αλλά όπως γράφει και το άρθρο το πρόβλημα γίνεται αυτό θερμικής διαχείρισης που κινδυνεύει όμως να γίνει παράγων μείωσης της αξιοπιστίας του συστήματα που ήταν παράγων πλεονεκτήματος για τα phased array. Να πούμε ότι εδώ και καιρό έχει αναπτύξει GaN module τεχνολογία και σχεδιάζει ήδη ραντάρ και συστήματα ΗΝΠ και επικοινωνιών με αυτά.

Σημαντικά αυξημένες επιδόσεις για τα ραντάρ σταθερής διάταξης (AESA) μαχητικών. Οι ημιαγωγοί Νιτριδίου Γαλλίου (Gallium-nitride/GaN) που πλέον χρησιμοποιούνται ευρύτατα σε δίκτυα 5G και μεγάλα ραντάρ έρευνας, σταδιακά πλέον περνούν και σε μικρότερα αερομεταφερόμενα συστήματα AESA, σηματοδοτόντας μία νέα εποχή. Την αρχή άλλης μίας επανάστασης στις επιδόσεις και τις δυνατότητες των αερομεταφερόμενων συστημάτων αυτού του είδους που προορίζονται να εξοπλίσουν μαχητικά αεροπλάνα. Οι ειδικοί υποστηρίζουν ότι πρόκειται για την σημαντικότερη εξέλιξη των τελευταίων 25 ετών, δεδομένου ότι τα πρώτα μικρά αερομεταφερόμενα ραντάρ AESA, αξιοποιήθηκαν σε μαχητικά αεροσκάφη στα τέλη της δεκαετίας του ‘90.

Του Στέργιου Δ. Θεοφανίδη

Εκείνη την εποχή η ανάπτυξη στοιχείων (ημιαγωγών) Αρσενικού Γαλλίου (GaAs) επέτρεψε την μετάβαση από τους κλασικούς καθοδικούς σωλήνες οδεύοντος κύματος (traveling wave tubes) και τον περιορισμό των διαστάσεων και του βάρους των συστημάτων AESA σε βαθμό που να μπορούν πλέον να τοποθετηθούν στο εσωτερικό του ρύγχους των μαχητικών αεροπλάνων.

Αν και οι ιδανικές ιδιότητές τους είναι γνωστές εδώ και αρκετά χρόνια, σήμερα νέες εξελιγμένες τεχνικές μαζικής παραγωγής ημιαγωγών GaN, αυξάνουν κατακόρυφα τη διάρκεια ζωής τους, σε συνδυασμό με την αξιοπιστία των συστημάτων σταθερής διάταξης και την απόδοσή τους, μειώνοντας παράλληλα το κόστος τους.

Αύξηση της απόδοσης σημαίνει ότι με τις ίδιες σχεδόν απαιτήσεις τροφοδοσίας σε ηλεκτρική ενέργεια και τις ίδιες ανάγκες ψύξης, τα νέα αερομεταφερόμενα συστήματα AESA στοιχείων GaN, επιτυγχάνουν διπλάσιες αποστάσεις αποκάλυψης και εγκλωβισμού στόχων.

Μία άλλη σημαντική εξέλιξη είναι το γεγονός ότι ο περιορισμός των διαστάσεων, του βάρους και των ενεργειακών απαιτήσεων των νέων συστημάτων AESA, επιτρέπει πλέον την εγκατάσταση των σταθερών στοιχειοκεραιών τους περιμετρικά επάνω στα μαχητικά. Επιτρέπει δηλαδή την κατά 360 μοίρες κάλυψη του ορίζοντα, μετατρέποντας έτσι τα μαχητικά και σε πλατφόρμες εναέριας έγκαιρης προειδοποίησης και στοχοποίησης.

Πλατφόρμες από τις οποίες φίλια κέντρα διοίκησης και ελέγχου, ή μεμονωμένες μονάδες στο έδαφος και την επιφάνεια της θάλασσας, μπορούν να λάβουν πληροφορίες και δεδομένα στοχοποίησης προς αξιοποίηση των όπλων τους, ή της αναδιάταξης των δυνάμεων τους.

ΡΑΝΤΑΡ APG-79(V)4

Στοιχεία GaN για παράδειγμα (μικρές στοιχειοκεραίες σταθερής διάταξης) θα εγκατασταθούν περιμετρικά στα μαχητικά Rafale διαμόρφωσης F4, αντικαθιστώντας παλαιότερους αισθητήρες του συστήματος αυτοπροστασίας και ηλεκτρονικού πολέμου (Η/Π) SPECTRA.

Μέσω αυτής της αναβάθμισης, το σύστημα θα αποκτήσει δυνατότητες αποκάλυψης απειλών στον αέρα, το έδαφος και την επιφάνεια της θάλασσας από πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις σε μικρότερο χρόνο και με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια. Ανάλογη δε αναβάθμιση θα υποστεί και το ραντάρ RBE2 AA στο άμεσο μέλλον (διαμορφώσεις F5, F6 και F7).

Το πρώτο παγκοσμίως ραντάρ μαχητικού τεχνολογίας AESA που αξιοποιεί αποκλειστικά και μόνο στοιχεία GaN βρίσκεται ήδη σε παραγωγή και παραδόξως δεν προορίζεται να εξοπλίσει κάποιο από τα μαχητικά 5ης γενιάς (F-35, F-22), πρώτης γραμμής που ήδη βρίσκονται σε υπηρεσία, ή κανένα από τα 6ης γενιάς που τελούν υπό ανάπτυξη (NGAD, FCAS, Tempest).

Πρόκειται για το AN/ASPG-79(V)4 της Raytheon που είναι μία μικρότερη έκδοση του βασικού APG-79 το οποίο εξοπλίζει τα F/A-18E/F Super Hornet της ναυτικής Αεροπορίας των ΗΠΑ.

“Μικρότερη έκδοση” ή “υποβαθμισμένη”, σημαίνει ότι διαθέτει μικρότερων διαστάσεων (και άρα με λιγότερα στοιχεία εκπομπής-λήψης) σταθερή κεραία, με μικρότερη ισχύ εκπομπής και επομένως μικρότερες απαιτήσεις τροφοδοσίας σε ηλεκτρική ενέργεια και μικρότερες ανάγκες ψύξης.

Όλα αυτά υπήρξαν προϋποθέσεις κατά την ανάπτυξη του συστήματος, προκειμένου αυτό να χωρέσει στο μικρότερο ρύγχος των F/A-18C και -D που εξακολουθεί να αξιοποιεί επιχειρησιακά το Σώμα Πεζοναυτών των ΗΠΑ (USMC)! Μέσω της αναβάθμισης που έχει υποστεί με στοιχεία GaN, το (V)4 αποκτά τις ίδιες επιδόσεις με το μεγαλύτερης κεραίας και υψηλότερης ισχύος εκπομπής APG-79 των Super Hornet.

H συγκεκριμένη αναβάθμιση υλοποιείται ως λύση ιδανικής σχέσης κόστους – απόδοσης στο στόλο των γηραιών μαχητικών F/A-18A/Β/C και – D του USMC. 140 περίπου τέτοια μαχητικά παραμένουν σε υπηρεσία και θα συνεχίσουν να αξιοποιούνται για αρκετά ακόμη χρόνια, δεδομένου ότι η αντικατάστασή τους από F-35B (STOVL) και F-35C έχει μετατοπιστεί στο (άγνωστο) μέλλον, λόγω των καθυστερήσεων στο πρόγραμμα F-35 Lightning II.

Τα Α και -Β χρησιμοποιούνται αποκλειστικά και μόνο για εκπαιδευτικούς σκοπούς και δεν πρόκειται να αναβαθμιστούν. Θα αντικατασταθεί επομένως μόνο το ραντάρ των – C και – D που δεν είναι περισσότερα από 40 αεροσκάφη.

Σύμφωνα με τον υπεύθυνο του προγράμματος από την πλευρά της Raytheon, Eric Dittmars, η διαδικασία της αναβάθμισης του συστήματος ήταν ιδιαίτερα δύσκολη, καθώς το σύνολο των κυκλωμάτων MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) και των στοιχείων εκπομπής – λήψης GaAs, έπρεπε να αντικαταστεί από νέα με στοιχεία GaN, τα οποία στο τμήμα της μονάδας εκπομπής – λήψης (transmitter – receiver modules), αποδίδουν μεγαλύτερη ισχύ.

Η μεγαλύτερη αυτή ισχύς εκπομπής συνεπάγεται την ανάπτυξη υψηλότερων θερμοκρασιών λειτουργίας, οπότε η επαρκής ψύξη του συστήματος επέβαλε την εγκατάσταση υγρόψυκτου κυκλώματος (κυρίως λόγω της στενότητας στο εσωτερικό του ρύγχους του Hornet), που είναι βαρύτερο και περιπλοκότερο του αντίστοιχου αερόψυκτου που είναι εγκατεστημένο στο APG-79 των Super Hornet…

Πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχει ακόμα δρόμος για την δημιουργία πραγματικά ελαφρών και αποτελεσματικών αερομεταφερόμενων ραντάρ AESA.


ΡΑΝΤΑΡ APG-79V4-AESA

H Raytheon ως επόμενο βήμα έχει σε εξέλιξη διαπραγματεύσεις και ενημερώσεις με την USN, προκειμένου να καθοριστεί με τη μέγιστη δυνατή ακρίβεια η αποτελεσματικότητα και το πραγματικό κόστος εφαρμογής μίας ίδιας διαδικασίας και στα μεγαλύτερης κεραίας AN/APG-79 των F/A-18E/F Super Hornet του USN. Με βάση την εμπειρία που έχει αποκτηθεί από την αναβάθμιση του (V)4, το ρίσκο είναι ιδιαίτερα χαμηλό, ενώ η ακτίνα αποκάλυψης στόχων υπολογίζεται ότι θα διπλασιαστεί σχεδόν!

Άξιο αναφοράς είναι και το γεγονός ότι η απόσταση αποκάλυψης του μικρότερης κεραίας, αναβαθμισμένου με στοιχεία GaN APG-79(V)4, είναι πλέον ίδια με αυτή του μεγαλύτερου APG-79. Προς το παρόν το USMC έχει προβεί στην παραγγελία 25 μονάδων (V)4 ενώ η Raytheon διαπραγματεύεται και με την USAF, για το ενδεχόμενο υλοποίησης αντίστοιχων αναβαθμίσεων στα APG-77 του F-22, APG-81 του F-35 και APG-83 του F-16.

ΠΗΓΗ

Δεν υπάρχουν σχόλια: