LTAMDS – program następcy radaru systemu Patriot

Marcin Niedbała

System obrony przeciwlotniczej i przeciwrakietowej Patriot znajduje się w trakcie burzliwego okresu ewolucyjnych zmian. Po latach ciągłych modernizacji, które niewątpliwie znacząco zwiększyły jego możliwości, doszliśmy do momentu, kiedy poszczególne jego elementy zastępowane są sprzętem nowej generacji. Po kilkudziesięciu latach, w fazę realizacji wchodzi również program wymiany wielofunkcyjnego radaru kierowania ogniem.

Obecny radar Patriota i jego zadania

Zanim przejdziemy do opisu meandrów programu nowego radaru dla systemu Patriot, trzeba pokrótce scharakteryzować zastępowaną konstrukcję. W chwili obecnej system Patriot PAC-3 najnowszych wersji wykorzystuje pojedynczy rodzaj radiolokatora – wielozadaniowy radar AN/MPQ-65, będący rozwinięciem oryginalnej stacji radiolokacyjnej AN/MPQ-53. Jest to radar pracujący w paśmie C i należący do klasy PESA, czyli wykorzystujący pasywną, ścianową antenę fazowaną, która pracuje w trybie sektorowym. Oznacza to, że każdy radar MPQ-65/53 obserwuje przestrzeń o rozpiętości 120° w azymucie i w tym zakresie wyszukuje, klasyfikuje i śledzi pojawiające się obiekty. Po rozstawieniu, szyk antenowy można skierować w zasadzie w dowolnym kierunku, jednakże w trakcie pracy pozostaje on nieruchomy.

Warto w tym momencie wrócić do korzeni systemu Patriot, aby zrozumieć kształt radaru MPQ-65/53. System ten początkowo wykorzystywał jedynie pociski z rodziny PAC-1 i PAC-2 (obecnie najnowsza ich wersja to GEM-T). Są to pociski naprowadzane metodą TVM (Track via Missile), gdzie radar musi non stop pozostawać w komunikacji radiowej z własnymi pociskami. W tym celu radar wykorzystuje dedykowaną antenę służącą do dwustronnej komunikacji z pociskami, a umieszczoną w szyku antenowym tuż pod anteną główną. Naprowadzając pociski, radar śledzi cel, podświetla go wiązką promieniowania radiowego równocześnie otrzymując z własnych pocisków dane spływające z ich głowicy śledzącej. Finalnie radar kierowania ogniem musi przesłać pociskom komendy wyliczone przez system kierowania ogniem. Żeby wykonać wszystkie z tych wymagających zadań, radar nie może przerwać obserwacji własnych pocisków jak i wrogich celów. Ten sposób naprowadzania jest typowy dla lat 80. i wczesnych lat 90. ubiegłego wieku i to właśnie on zaważył na ostatecznym kształcie radaru systemu Patriot. W momencie wprowadzania w latach 80. tego systemu do służby w US Army zdecydowano, że podstawową jednostką organizacyjną będzie batalion składający się typowo z 4 jednostek ogniowych (plutonów) wykorzystujących po jednym radarze z rodziny MPQ-53. Dzięki temu batalion był w stanie teoretycznie prowadzić działania w pełnych 360° w azymucie. Rzecz jasna wyeliminowanie jakiegokolwiek z radarów sektorowych mogło wytworzyć „wyrwę”, w obrębie której przeciwnik miałby ułatwione zadanie. Wyeliminowanie radaru nie musiało być związane jedynie z oddziaływaniem nieprzyjaciela. Nie możemy zapominać o ryzyku wystąpienia usterki, która na dłuższy czas mogła wyłączyć z użycia całą stację radiolokacyjną.

Z biegiem czasu, batalionom Patriot zaczęło przybywać zadań. System zaprojektowany z myślą o zwalczaniu celów aerodynamicznych został zaadaptowany i zmodernizowany do roli systemu obrony przeciwrakietowej, zapewniając osłonę przed taktycznymi pociskami balistycznymi. Nowe zadania wymagały zastosowania nowej taktyki. Rozmieszczenie plutonów ogniowych Patriota w ugrupowaniu nastawionym na obronę przeciwrakietową jest odmienne i w rzeczywistości utrudnia ono równoczesne prowadzenie klasycznych działań osłony przeciwlotniczej. Zagrożenie to było minimalizowane przez współdziałanie batalionów Patriot z zestawami przeciwlotniczymi krótkiego zasięgu Hawk, lecz trudno było uznać je za wystarczające. US Army oczywiście miała świadomość problemów związanych z wykorzystywaniem radaru sektorowego.

Potrzeba opracowania nowego radaru w zasadzie była werbalizowana od początku programu PAC-3, polegającego m.in. na wyposażeniu tego systemu w nowe pociski (których głównym celem jest zwalczanie rakiet przeciwnika) z aktywnym naprowadzaniem radiolokacyjnym. Od tego momentu sektorowość radaru Patriot była swego rodzaju obosiecznym mieczem. Z jednej strony sektorowość znacząco ograniczała możliwości pojedynczej jednostki ogniowej, z drugiej pozwoliła na skuteczniejsze działanie przeciwrakietowe. Bowiem w przypadku radarów o nieruchomym szyku antenowym, istnieje mniejsze ryzyko zerwania śledzenia szybko przemieszczających się i manewrujących celów, niż w przypadku radarów rotacyjnych, które na pewien czas tracą z pola widzenia śledzony cel. Tę ostatnią zdolność radary MPQ-65 udowadniały wielokrotnie podczas próbnych przechwyceń manewrujących głowic, których prędkość dochodziła nawet do 3 km/s. Ponadto przez ponad 30 lat służby oraz niezliczonych testów, US Army, jej jednostki badawcze oraz Raytheon, czyli producent tego radaru, wspólnie opracowały zupełnie nowe wzorce przeszukiwania przestrzeni, algorytmy odróżniania celów od wabików, czy kolejne tryby walki z zakłóceniami generowanymi przez nieprzyjaciela. Tak bogata historia tego radiolokatora wskazuje na to, że jest on wartościową i skuteczną konstrukcją, która jednak pomimo kolejnych modernizacji (MPQ-65, Radar Digital Processor itd.) nie pozbyła się swojej największej wady – sektorowości. Dopełniając informacje o radarze MPQ-65 należy zaznaczyć, że wykorzystuje on jako źródło zasilania generator o mocy 150 kW umieszczony w mobilnej elektrowni EPP. Zasięg tego radaru prawdopodobnie nieznacznie przekracza 200 km przeciwko pewnym typom celów, co pozwala na ich niszczenie na dystansie około 160 km dzięki pociskom GEM-T.

Program MEADS jako próba walki z wadami Patriota

Od pierwszych lat XXI wieku, kiedy wprowadzano na wyposażenie nowe pociski PAC-3 produkcji Lockheed Martin wiedziano, że największym hamulcowym systemu Patriot jest jego sektorowy radar. Pociski PAC-3 wyposażone w aktywną głowicę radiolokacyjną, dwukierunkowe łącze danych oraz moduł nawigacji bezwładnościowej już nie wymagały radaru sektorowego do poprawnego działania.

System MEADS, amerykańsko-niemiecko-włoskie przedsięwzięcie mające być następcą systemu Patriot, według swoich założeń miał być pod niemal każdym względem lepszy od swojego poprzednika. Wyzbywszy się ograniczeń wynikających z historii wykorzystania pocisków PAC-1 czy PAC-2 miał od samego początku bazować na nowoczesnych pociskach PAC-3 oraz rotacyjnych radiolokatorach. W jego przypadku zdecydowano, że zamiast pojedynczego wielozadaniowego radaru, będzie on wykorzystywał tandem dwóch rotacyjnych radarów: kierowania ogniem MFCR, pracującego w paśmie X oraz wstępnego wykrywania LFS, pracującego w paśmie UHF. W przypadku wdrażania nowego systemu w batalionach Patriot, 4 radary MPQ-65 miały być zastępowane przez dwa MFCR oraz dwa LFS, choć producenci twierdzili, że wystarczające będą dwa MFCR oraz pojedynczy LFS. Kombinacja taka, znacząco zwiększała elastyczność nowego ugrupowania, choć nie była pozbawiona wad. Radar MFCR pracujący w paśmie X, według US Army w przypadku zwalczania niektórych rodzajów celów (jak np. manewrujących głowic pocisków balistycznych), prawdopodobnie wymagałby zatrzymania rotacji oraz pracy w trybie sektorowym. Oczywiście według producenta – MEADS, radar ten mógłby kierować przechwyceniami pocisków balistycznych również operując w trybie rotacyjnym. Warto jednak pamiętać o tych rozbieżnościach. W ramach programu MEADS opracowano niemalże gotowy radar kierowania ogniem, który mógł zastąpić wysłużonego MPQ-65. Niestety w obliczu wycofania się rządu amerykańskiego z programu, perspektywy US Army na wymianę radiolokatora znów uległy pogorszeniu.

Ewolucja Patriota

O ile pierwotne plany US Army zakładały rewolucyjną wymianę systemu Patriot na następcę, którym mógł być MEADS, o tyle po niewątpliwej klęsce tego międzynarodowego programu postawiono na stopniową ewolucję poszczególnych komponentów. Wynikało to poniekąd z braku wystarczających funduszy, a poniekąd z braku motywacji do inwestowania w tak wyspecjalizowany środek uzbrojenia, kiedy US Army była uwikłana w asymetryczne konflikty na Bliskim Wschodzie. Pierwszą ewolucyjną decyzją dotyczącą tego systemu była integracja produktów Lockheed Martin – pocisku PAC-3 oraz następnie pocisku PAC-3 MSE. Następną wielką decyzją było rozpoczęcie programu IAMD (Integrated Air and Missile Defense), który miał na celu wymianę całego systemu dowodzenia i kontroli ognia z pierwotnego – produkcji Raytheon, na system IBCS Northrop Grumman. Było to o tyle istotne, iż system ten będzie miał możliwość integrowania wielu różnych rodzajów sensorów, od MPQ-65 zaczynając. Otwarcie Patriota lub raczej IBCS/Patriota na nowe radary skokowo wpłynęło na możliwość pozyskania nowego radaru kierowania ogniem. W chwili obecnej z systemem IBCS zintegrowano m.in. radar MPQ-65 (po modernizacji RDP), który ma zachować swoje pełne możliwości. Będzie on podstawowym radiolokatorem jeszcze przez wiele lat, począwszy od około 2022 roku, kiedy system IBCS będzie wchodził na wyposażenie kolejnych batalionów Patriot.

LTAMDS

W ten sposób przechodzimy do programu właściwego następcy radaru MPQ-65 – LTAMDS (Lower Tier Air and Missile Defense Sensor). Program ten w zasadzie rozpoczął się pracami koncepcyjnymi, na które zabezpieczono fundusze w budżecie począwszy od roku fiskalnego 2014 (FY 2014). Od tego czasu LTAMDS zdążył przejść przez co najmniej dwie duże redefinicje, które znacząco zmieniały zarówno harmonogram, jak i tryb pozyskiwania tego nowego sprzętu.

Pierwsze studia koncepcyjne dotyczące opracowania następcy MPQ-65 były prowadzone w US Army w ramach większego programu – Patriot Product Improvement (PPI). Stan takiego, w zasadzie beznakładowego jak na US Army, prowadzenia prac (wydano zaledwie około 8 mln USD) kontynuowano aż do końca roku budżetowego 2016. Począwszy od roku budżetowego 2017, LTAMDS doczekał się poważnego traktowania. Program został wydzielony z PPI oraz przeznaczono nań 35 mln USD, co można potraktować jako jego faktyczny start. Na tym etapie w dokumentach budżetowych US Army, program LTAMDS jest przedstawiany jako program integracji nowej anteny klasy AESA, opartej na półprzewodnikach wykonanych z azotku galu (GaN) z oryginalnym radarem MPQ-65. Wybór producenta nowej anteny miał zostać dokonany w konkurencyjnym postępowaniu.

Pełna wersja artykułu w magazynie NTW 1/2019