Modernizacja zestawu Kub

Lech Szugajew, Zbigniew Lewandowski

Modernizacja przeciwlotniczego

zestawu rakietowego Kub

W rezultacie prac prowadzonych przez elektroniczną gałąź polskiego przemysłu obronnego powstało w ostatnich latach szereg stacji radiolokacyjnych, których zasada pracy opiera się na elektronicznym sterowaniu położeniem przestrzennym wiązki (ESPW) sondującej względem apertury anteny. Takie elastyczne wykorzystanie potencjału radaru rodzi wiele możliwości, między innymi użycia jego jego właściwości jako wielofunkcyjnego sensora i radaru kierowania ogniem w przeciwlotniczym zestawie rakietowym.

W 2009 roku Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia, w porozumieniu ze specjalistami Przemysłowego Instytutu Telekomunikacji S.A. (obecnie Bumar Elektronika S.A.), zaproponował podjęcie prac zmierzających do modernizacji przeciwlotniczych zestawów rakietowych produkcji b.ZSRS, a używanych przez Siły Zbrojne RP. Jako bazę dla modernizacji wybrano zestaw 2K12 Kub OPL Wojsk Lądowych, ze względu na uwarunkowania związane z jego eksploatacją, a w szczególności wykorzystywanie resursów jego elementów, trudnościami z naprawami, dostępnością części zamiennych, itp. Przedstawiony w artykule projekt modernizacji w sposób kompleksowy eliminuje słabe punkty oryginalnego zestawu, a jednocześnie znacznie polepsza jego parametry i umożliwia zwiększenie elastyczności wykorzystania. Osiągany w radarach z elektronicznym skanowaniem przestrzeni stopień precyzji wypracowania współrzędnych pozwala na zastosowanie takiej stacji jako stacji wstępnego wykrywania oraz naprowadzania rakiet, co w połączeniu ze skrytością działania urządzeń z bezinercyjną anteną i krótkim czasem odświeżania informacji, ma ogromne znaczenie np. ze względu na możliwość wyeliminowania promieniowania mocy przez stacje wstępnego wykrywania i podświetlania celu 1S91 stosowane w oryginalnym zestawie Kub.

Ogólna charakterystyka PZR Kub W oryginalnej postaci przeciwlotniczy zestaw rakietowy 2K12 Kub składa się z następujących elementów:

samobieżnej stacji wykrywania i naprowadzania (SSWN) 1S91 (w eksploatacji wersja M1);
samobieżnej wyrzutni 2P25 (w eksploatacji wersja M1);
pocisków rakietowych 3M9M (w eksploatacji 3M9M3E).

Rakiety są naprowadzane na cel metodą półaktywną, ze źródłem promieniowania elektromagnetycznego znajdującym się na ziemi. Moc promieniowania musi być na tyle duża, aby ilość energii odbitej od celu i docierającej do przedniej anteny radiolokacyjnej głowicy naprowadzanej rakiety (RGS) wystarczyła do detekcji celu. Jest to wymaganie krytyczne, ponieważ z uwagi na gabaryty rakiety nie można zastosować anten o dużych rozmiarach. Dla pocisków 3M9ME i starszych start jest niemożliwy, dopóki głowica RGS nie wykryje sygnału o odpowiedniej mocy odbitego od celu. Najnowsze pociski typu 3M9M3E mogą startować w warunkach braku przechwycenia celu, ale wiąże się to z dużym zmniejszeniem prawdopodobieństwa jego skutecznego porażenia. Dla osiągnięcia odpowiedniej czułości układu odbiorczego RGS wymagana jest duża moc nadajnika samobieżnej stacji wykrywania i naprowadzania (SSWN). Jednocześnie koncepcja działania PZR Kub umożliwia sterowanie procesem naprowadzania RGS rakiety na sygnał celu tylko do momentu startu rakiety z wyrzutni. Sterowanie to odbywa się w zakresie kierowania lustra anteny przedniej RGS na „linię”, gdzie znajduje się cel, oraz sterowania filtrem częstotliwościowym zależnie od radialnej prędkości celu. Ponieważ sygnały docierające do RGS są słabe, szczególnie dla oddalonych celów oraz celów o małej skutecznej powierzchni sposoodbicia, to start rakiety związany z wystąpieniem zaburzeń mechaniczno-kinematycznych może doprowadzić do przerwania śledzenia. Ponadto metoda półaktywna stosowana w zestawie ma szereg wad, a mianowicie:

łatwość zakłócenia PZR uniemożliwiająca ostrzelanie celu;
brak możliwości wpływu na zachowanie się rakiety po starcie z wyrzutni;
możliwość rażenia tylko jednego celu przez baterię rakiet (jednokanałowość);
konieczność oświetlania celu energią o dużej gęstości mocy – szczególnie w chwili, kiedy rakieta znajduje się jeszcze na wyrzutni;
łatwość detekcji opromieniowania przez zamontowane na samolotach pokładowe układy ostrzegania;
wrażliwość na niestałość parametrów sygnału (szczególnie w chwili startu);
stosunkowo duże prawdopodobieństwo przerwania ciągłości śledzenia celu przez rakietę w trakcie lotu do celu.

Z drugiej strony metoda półaktywna stwarza dobre warunki skutecznego rażenia celu, ponieważ błędy sterowania maleją wraz ze zmniejszaniem się odległości rakiety od celu. Rażenie to może oczywiście nastąpić przy założeniu, że rakieta śledzi cel i układy naprowadzania mogą wypracować komendy korygujące tor jej lotu. Wśród zalet metody półaktywnej należy wymienić precyzyjne rażenie celu oraz brak potrzeby stosowania urządzeń odzewowych na pokładzie rakiety.

Założenia modernizacji PZR Kub

Podstawowym celem modernizacji PZR Kub jest między innymi przystosowanie rakiet do sterowania komendowego, umożliwiającego zdalne wprowadzenie rakiety w obszar celu. Taka zmiana sposobu kierowania lotem rakiety charakteryzuje się następującymi właściwościami:

trudność zakłócenia łącza „SSWN-pocisk” – układ „SSWN-pocisk” ma o wiele korzystniejszy układ geometryczny anten zapewniający przewagę energetyczną;
możliwość stosowania zaawansowanych metod kodowania sygnału sterującego, co zapewni zwiększenie odporności zestawu na zakłócenia oraz umożliwi zwielokrotnienie kanałów kierowania;
łatwość implementacji w PZR Kub różnych metod kierowania lotem rakiety, ponieważ lot rakiety na odcinku sterowanym komendowo odbywa się zgodnie z łatwo wymiennym algorytmem kierowania implementowanym w naziemnych elementach zestawu;
możliwością wpływu na zachowanie się rakiety po starcie z wyrzutni w zakresie:
- zdalnego uzbrojenia, które może nastąpić w bezpośredniej styczności z celem, co znacząco zmniejszy prawdopodobieństwo eksplozji głowicy bojowej od np. przeszkód terenowych przy zwalczaniu celu niskolecącego;
- zdalnego uzbrojenia, które może nastąpić w bezpośredniej styczności z celem, co znacząco zmniejszy prawdopodobieństwo eksplozji głowicy bojowej od np. przeszkód terenowych przy zwalczaniu celu niskolecącego;
- samozniszczenia – łatwej implementacji procedur „hold fire”;
- zdalnego sterowania układami pokładowymi rakiety – w przypadku pocisku Kub możliwość zdalnego naprowadzania w kątach i częstotliwości, włączania układów przeciwzakłóceniowych, sterowania autopilotem i radiozapalnikiem;
- możliwością naprowadzania wielu pocisków na różne cele (wielokanałowość);
- brakiem konieczności oświetlania celu energią o dużej gęstości mocy – do naprowadzania rakiety wystarczy opromieniowanie celu energią radaru wielofunkcyjnego;
- trudnością detekcji i klasyfikacji opromieniowania przez samolotowe pokładowe układy ostrzegania – cel opromieniowany jest tak, jak przez zwykły radar ostrzegawczy;
- praktycznie pełną możliwością sterowania parametrami i lotem rakiety, niezależnie od parametrów sygnału i zachowania się celu.

Do wad metody komendowej należy zaliczyć:

mniej precyzyjne rażenie celu – błąd sterowania zwiększa się wraz ze wzrostem odległości „pocisk-stacja naprowadzania”;
konieczność jednoczesnego śledzenia pocisku i celu przez elementy zestawu.

Połączenie obydwu metod naprowadzania pocisku na cel, proponowane w przedstawionym projekcie modernizacji, łączy wszystkie zalety oraz praktycznie eliminuje wady obydwu metod.

Pełna wersja artykułu w magazynie NTW 6/2012

Wróć