U sklopu bilateralne vojne suradnje, u Splitu je od 22. do 25. lipnja boravio britanski razarač HMS Defender (D36). Riječ je o petom od ukupno šest prilično novih plovila Tipa 45 (klasa Daring), sagrađenih u Ujedinjenome Kraljevstvu tijekom posljednjih godina. Konkretno, ovaj je brod bio naručen u prosincu 2000. godine, kobilicu mu je tvrtka “BAE Systems Naval Ships” 31. srpnja 2006. položila u svom brodogradilištu kod mjesta Govan na rijeci Clyde u Škotskoj, gdje je i 21. listopada 2009. godine porinut. Opreman je do 21. listopada 2011. u brodogradilištu Scotstoun u Glasgowu, da bi nakon dva ciklusa provjera konačno bio predan u ruke Kraljevske mornarice 25. srpnja 2012. i onda primljen u službu 21. ožujka 2013. godine. Nakon još ponešto testiranja, od 30. studenog 2013. ovaj je brod u aktivnoj flotnoj službi tijekom koje je obavio i dva ciklusa misija na Bliskome istoku. Upravo drugi ciklus ovih djelovanja, započet 19. listopada 2015. godine, doveo je HMS Defender u hrvatske vode. Iako prvenstveno dizajniran za zaštitu flotnih sastava od napada iz zraka, ova se plovila aktivno koristi i razne druge zadaće – od pokazivanja zastave, eskorta, pa sve do borbe protiv piratstva i suzbijanja krijumčarenja, te do pružanja humanitarne pomoći u inozemstvu.

Raspored elemenata u porivnome sustavu razarača Tip 45 (izvor: Rolls Royce)

Prije no što se posvetimo osnovnim senzorskim sustavima ovoga broda, za koje čak i US Navy priznaje da su operativno sposobniji od njihovog sustava AEGIS, spomenimo još i činjenicu da je HMS Defender predstavnik klase brodova u cjenovnom razredu od preko 1 milijarde GBP po komadu. Pa ipak, ova plovila izgleda da dijele velik problem u svom pogonskome sustavu, koji je revolucionaran i opisan kao “Integrated Electric Propulsion” (IEP) – gdje se s dvije plinske turbine WR-21 (partnerstvo Rolls Royce i Northrop Grumman), te dva Diesel generatora Wartsila 2MW, stvara struja za propulziju i sve brodske sustave. Kada se u tako integriranom sustavu krenu događati kompletni ispadi sustava proizvodnje električne struje, kao što je to Kraljevska mornarica nedavno priznala za HMS Daring i HMS Dauntless – riječ je o ogromnom problemu. Nakon što je ustanovljeno da tu nije riječ o “dječjim bolestima” novih i vrlo naprednih brodova, već o strukturnom problemu koji bi mogao mučiti čitavu klasu, zakazan je masivni remont propulzije, koji bi za ove brodove trebao sustavno započeti 2019. godine. Srećom, HMS Defender (D36) posljednjih mjeseci nije pokazao ovakvih problema i uspješno je predstavio Royal Navy tijekom prošloga tjedna u Splitu.

Nakon ovog, ponešto dužeg redakcijskog uvoda, naš se gost-autor, Vili Kezić, detaljnije posvetio razmatranju još jednog revolucionarnog segmenta na brodu HMS Defender – brodskog sustava radarskih senzora, kojima se, među ostalim, navodi i njegovo moćno raketno naoružanje.

HMS Defender snimljen 2015. god. u nizozemskim vodama (izvor: Marine Traffic)

Razarač HMS Defender (D36) prošloga je tjedna privlačio poglede Splićana – šetača na Rivi te kupača i piciginaša sa plićaka Bačvica. Taj impresivni brod vitkih linija i dobroćudnog izgleda s jednim uočljivim topom na pramčanom dijelu jedan je od 6 razarača klase “D”, koje mornarički stručnjaci ocjenjuju kao najsposobnije ratne brodove u britanskoj floti. U sastav flote ušli su jedan za drugim, od prvog Daring (D32) 2009. godine do zadnjeg Duncan (D37) 2013. godine. Prvenstvena im je namjena protuavionska i proturaketna obrana. Izgradnja jednog razarača koštala je oko 1,3 miljarde EUR-a.

Izrazito uočljivi “ukrasi” razarača dvije su antene multifunkcionalnih 3D radara, jedne na vrhu  “glavnog jarbola” i druge na krmenom nadgrađu. Na vrhu je antena radara SAMPSON s aktivnim faznim rešetkama, a na nagrađu je antena radara S1850M s pasivnom faznom rešetkom, modificirana verzija nizozemskog radara SMART-L. Razvoj klase “D” razarača odvijao se, nekako, paralelno s epohalnim razvojem aktivnih antenskih rešetki, što je i osiguralo ugradnju prvog APAR (Active Phased Array Radar) radara na prvi razarač te klase – HMS Daring.

Razvojni skok od PPAR do APAR radara

Konceptualni put – od PPAR (Pasive Phased Array Radar), do APAR (Active Phased Array Radar)

Epohalni razvojni skok radarske tehnike tijekom sedamdesetih, kada su stvoreni moćni višefunkcionalni radari s pasivnim faznim rešetkama, nije bio i poslijednji. Uočeni nedostaci PPAR-a (Pasive Phased Array Radar) s pasivnim antenskim rešetkama potakli su vojne stručnjake na razvoj boljih antenskih tehnologija. Taj razvojni trud rezultirao je drugim razvojnim skokom radarske tehnike i tehnologije tijekom osamdesetih i devedesetih. Stvorena je radarska antena s aktivnom faznom rešetkom AESA (Active Electronically Steered Array). Proizvedeni su još moćniji radari od PPAR-a (Pasive Phased Array Radar). To su radari APAR (Active Phased Array Radar) s  aktivnom faznom antenskom rešetkom. Novi, višefunkcionalni radari s AESA antenama mogli su istodobno obavljati tri, četiri, pet ili više funkcija, uz zapanjujuću lakoću i brzinu usmjeravanja više snopova prema različitim točkama prostora, zamjenjujući tako paralelna djelovanja većeg broja konvencionalnih radara.

Slaganje TR modula u okvir AESA

Temeljni blok izgradnje neke AESA antene je odašiljačko-prijamni modul (“Transmit Receive Module” ili TR Module). Pakiran u prikladnom kučištu, svaki TR modul čini osnovni element AESA antene, koji sadrži niskošumni prijamnik, vlastiti odašiljač, procesor i na vrhu mali antenski element. TR modul može biti programiran da djeluje samo kao odašiljač, samo kao prijamnik ili, pak, kao radar. Tisuće TR modula u AESA anteni mogu djelovati unisono, kreirajući tako moćni radar, ili mogu po skupinama obavljati i različite zadaće istodobno. Jedna skupina TR modula može funkcionirati kao detektor (prijamnik) opasnih signala, druga može djelovati kao ometač, dok ostali moduli obavljaju temeljne radarske funkcije. Svi TR moduli jedne antenske rešetke povezani su zajedno digitalnim procesorima velikih brzina.

Konzola sustava PAAMS (“SEA Viper”) u zapovjednom središtu HMS Defender (D36)

Digitalno upravljanje pojačanjem i fazom zračenog polja iz TR modula, te upravljanje vremenskim redoslijedom njegovih aktivnosti omogućava visoku agilnost usmjeravanja antenskih snopova (vrijeme promjena je reda nekoliko desetinki milisekunde) i, što je vrlo bitno u borbi protiv ometanja, značajno smanjuje bočne snopove AESA antena u odnosu na PPAR-e i konvencionalne antene. Drugi dobitni skok AESA antene ostvaren je distribucijom odašiljača u tisućama TR modula na jednoj antenskoj rešetki. TR moduli generiraju niske snage od nekoliko wata, koja se izravno zrači u prostor bez “putnih” gubitaka. TR moduli se napajaju niskim naponima od nekoliko volti, što osigurava pouzdan i dugotrajni rad. Kako se ukupna zračena snaga AESA antene generira u tisućama TR modula, a ne u jednoj odašiljačkoj cijevi, operativna pouzdanost radara je povećana. Naime, u slučaju neispravnosti, pa čak i do 10 posto TR modula, antena radara će i dalje normalno funkcionirati.

U radarima s AESA antenama nije učinjen samo golemi skok poboljšanja performansi i funkcionalnih sposobnosti, već je izvedeno potpuno digitalno upravljanje funkcijama antenske rešetke, sa svim odašiljačko prijamnim elementima na njoj. To omogućuje dotjerivanje mnogih aspekata funkcioniranja radara s AESA antenom tijekom njegova životnog vijeka, unapređivanjem softvera prema nekim novim – budućim prijetnjama.

Razvojni program MESAR u okviru britanskog PAAMS-a

Vertikalni lanseri raketa francuskog sustava Sylver A-50 na HMS Defender (D36)

Zapadne ratne mornarice pripremaju svoje novogradnje, ali i starije brodove u flotnim sastavima, za prihvat novog naraštaja višefunkcionalnih radara s aktivnim faznim rešetkama. Mornarički vojni stučnjaci tih zemalja smatraju da će AESA radari progresivno zamjenjivati stare konvencionalne radare, i to zbog straha od povećanih neizvjesnosti i sve opasnijih prijetnji u područjima ratnih sukoba. Taj prijeteći scenario uključuje mnogo simultanih ciljeva niske zamjetljivosti, visoke manevarbilnosti, nadzvučnih brzina i nepredvidljivih trajektorija leta, i to u uvjetima vrlo sofisticiranih elektroničkih protudjelovanja (ECM) i “neprijateljskih” prirodnih fenomena propagacije elektromagnetskih valova u litoralnim područjima.

Radar MESAR 1 tvrtke Siemens Plessey, Funtington

Razvojni program radara MESAR (Multifunction Electronically Scanned Adaptive Radar), u okviru glavnog sustava protuzračne zaštite (Principal Anti-Air Missile System – PAAMS) u Velikoj Britaniji, počeo se realizirati ranih osamdesetih prošlog stoljeća zajedničkim radom tvrtke Plessey, istraživačkih laboratorija Roke Manor Defence research laboratory i agencije UK Ministarstva obrane Defence Evaluation & Research Agency (DERA). Prvi eksperimentalni MESAR 1 izgrađen je do 1989. godine, a pokusna ispitivanja trajala su do 1995. On je imao jednu aktivnu faznu rešetku djelomično popunjenu sa samo 156 TR modula, a ne s 916 modula za koje je rešetka bila projektirana. Broj modula je tada bio smanjen zbog njihove visoke cijene. U rešetku su bili ugrađeni TR moduli prvog naraštaja, svaki s jednim odašiljačem zračene snage oko 2 W. Razvojem MESAR 1 radara trebalo je verificirati i vrednovati tehnike i tehnologije, koje će se kasnije ugraditi i rabiti u višefunkcionalnom brodskom radaru SAMPSON.

MESAR 2 demonstrator

Drugi dio razvojnog programa MESAR 2 započeo je 1995. Aktivna fazna rešetka radara MESAR 2 bila je veća, novog dizajna i s  novorazvijenim, jeftinijim TR modulima. Svaki TR modul je sadržavao četiri odašiljačko-prijamna kanala, od kojih je svaki zračio više od 10 W u slobodan prostor preko četiri odvojene “antenice” integrirane na modulu, i to u frekvencijskom opsegu “S” (1550-3900 MHz). U rešetki radara MESAR 2 ugrađeno je 316 takvih četverostrukih TR modula, odnosno 1264 odašiljačko-prijamna elementa. Pokusni sustav MESAR 2 bio je završen koncem 1999. godine, kada je započeo dvogodišnji program dinamičkih i statičkih ispitivanja u realnim uvjetima i okruženju.

Prvi britanski APAR radar – SAMPSON za prvi razarač “D” klase-HMS Daring

Antena radara SAMPSON

Načela kreirana u okviru programa MESAR 2 bila su temelj za razvoj višefunkcionalnog radara SAMPSON, prvog senzora iz programa PAAMS (u Velikoj Britaniji nazvanog “Sea Viper”), koji je instaliran na prvi razarač serije “D”–klase Kraljevske ratne mornarice. Taj razarač, HMS Daring (D32) ušao je u flotni sastav 2009. godine. SAMPSON-ova antena s dvije fazne rešetke leđa-leđa, koje su montirane na zajedničkom postolju, rotira brzinom od 30 okr/min. Taj rotirajući sustav pokriven je i zaštićen nepromočivom i elektromagnetski “prozirnom” kuglom od staklo-plastike.U svakoj rešetki je ugrađeno 2600 TR elemenata, odnosno 650 četverokanalnih TR modula. Masa antene radara SAMPSON, koja je instalirana na vrhu jarbola, iznosi  4,6 tona. Takva konfiguracija s dvije antenske rešetke znatno je jeftinija od one s četiri fiksne rešetke, primjerice na nizozemskoj fregati klase LCF, a uz to je i lakša, pa ju je moguće montirati visoko na vrhu jarbola, ostvarujući tako udaljeniji radarski horizont i veći domet detekcije niskoletećih protubrodskih projektila.

Antena radara SAMPSON na vrhu jarbola HMD Defender (D36)

U rotirajućoj izvedbi antene, mogu biti problematični spojni prstenovi između rotirajućih djelova radara u anteni i fiksnih kabineta u nadgrađu broda. No, u radaru SAMPSON kroz te prstenove ne prenosi se mikrovalna energija, već samo zrak za hlađenje, digitalni signali i električna energija za napajanje potrošača u anteni – što je razmjerno jednostavno za izvesti.

Ovakvom arhitekturom SAMPSON-a ustvari dva radara djeluju istodobno i asinkrono, ali su upravljani iz jednog zapovjednog sustava. Dva procesora osiguravaju neovisno procesiranje signala za svaku antensku rešetku, korelirajući signale praćenih objekata objema rešetkama. Taj višefunkcionalni radar obavlja: motrenje na velikim daljinama, motrenje srednjih udaljenosti, brzim pretraživanjem horizonta stvara sliku površinske situacije, pretražuje volumen visokih elevacionih kuteva uz istodobno praćenje većeg broja ciljeva i usmjerava brodska oružja prema njima, otkriva i prati ometače radara.

Komplementarni radari SAMPSON i S1850M na razaraču HMS Defender

Testni postav zapovjednih i radarskih sustava Tipa 45, Maritime Integration and Support Centre (MISC), Portsdown

SAMPSON je komplementarni radar, u sustavu brodske protuzračne obrane (Anti-Air Warfare System – AAWS), s drugim brodskim 3D radarom S1850M (modificirani nizozemski radar SMART-L), frekevencijskog opsega “L” (390–1550 MHz), velikog dometa, kojim se motri volumen prostora do 400 km i po elevaciji do 700. Radar S1850M sposoban je pratiti do 1000 zračnih i 100 površinskih ciljeva. Njegova velika pasivna antenska rešetka sadržava 24 linearna elementa,od kojih se 16 može koristiti također za generiranje višestrukih snopova. U tom kombiniranom sustavu, SAMPSON-ova zadaća je otkrivanje i praćenje zračnih ciljeva na udaljenostima do 150 km, i to istobno praćenje zračnih i površinskih ciljeva, te potom potpora navođenju protuzračnih raketa i potpora topničkoj paljbi prema površinskim ciljevima.

Antena sporije rotirajućeg radara SMART-L

Instaliranje dvaju moćnih radara na istom brodu, odnosno komplementarno djelovanje motrilačkog radara S1850m velikog dometa i niske frekvencije, sa SAMPSONOM – višefunkcionalnim radarom višeg frekvencijskog opsega i manjeg dometa s moćnim operativnim sustavom upravljanja brodskom protuzračnom obranom, nametnuto je zakonima fizike. Naime, nekoliko namjena nemoguće je kombinirati u jednom tipu radara, primjerice, daleko motrenje velikog volumena zračnog prostora s namjenom praćenja i ciljanja malih te brzih zračnih objekata. Na toj činjenici temeljila se i NATO-va studija NAAWS (Naval Anti Air Warfare Systems), u kojoj se predlaže ustroj sustava brodske protuzračne obrane s komplementarnim radarima: a) radarom velikog dometa za motrenje prostora u volumenu polukugle iznad broda i b) višefunkcionalnim radarom sa svojstvima suvremenih AESA radara. Baš je to rješenje i primijenjeno u britanskim razaračima Tipa 45, u koje spada i HMS Defender (D36).

Antene radara S1850S i SAMPSON na HMS Defender (D36)

Sadašnji trendovi razvoja radara s aktivnim faznim rešatkama ukazuju na moguće revolucionarne promjene borbenih sustava tijekom narednog desetljeća, na ratnim brodovima i vojnim zrakoplovima, te u fiksnim i pokretnim zemaljskim sustavima obrane i napada. Velike borbene prednosti platformi s AESA radarima, nasuprot onima s konvencionalnim radarskim sustavima, poticat će potražnju za AESA radarima i ugradnju na nove objekte, ali i porast obnavljanja starih platformi tim novim “čudom” tehnike.

* Gost autor: dipl. ing. Vili Kezić, stručnjak za radarske sustave i elektroničko ratovanje, u mirovini. Dio korištenih fotografija potiče s portala “Total Croatia News” (http://www.total-croatia-news.com/) 

————————————————

————————————————