BME 2016: Okrętowy radar nawigacyjny wykrywa cele powietrzne

Nowy radar nawigacyjny VisionMaster FT to efekt współpracy, jaką nawiązał koncern Northrop Grumman (do którego należy firma Sperry Marine) z duńską firmą Terma. To rozwiązaniem dla tych okrętów, na których nie planuje się montażu specjalizowanych stacji radiolokacyjnych wykrywania celów powietrznych (ze względu na wielkość systemu antenowego oraz zbyt duże koszty zakupu i przyszłej eksploatacji). Za mniejszą ceną uzyskujemy więc urządzenie, które jest w stanie dostarczyć dowódcy obraz sytuacji taktycznej (nawodnej) wokół okrętu i które jest relatywnie tanie w użytkowaniu w stosunku do pełnowymiarowych, specjalistycznych stacji radiolokacyjnych z funkcją wykrywania celów powietrznych.

Obecnie bowiem użytkowników wojskowych (i również cywilnych) są coraz większe. Prosty radar nawigacyjny, który jedynie pokazuje położenie wykrytych obiektów przestał już wystarczać nawet na jachtach. Obecnie stacje radiolokacyjne łącza w sobie funkcje radaru nawigacyjnego i obserwacyjnego, dodane są funkcje antykolizyjne ARPA, możliwość współpracy z systemem AIS (Automatycznej Identyfikacji Statków), z mapą elektroniczną i systemem informacyjnym ECDIS (Electronic Chart Display and Information System). Jakość informacji w najnowszych modelach stała się na tyle dobra, że może już posłużyć jako wskazanie dla systemów kierowania ogniem uzbrojenia okrętowego.

W Marynarce Wojennej RP dla ujednolicenia sprzętu i uproszczenia wsparcia logistycznego większość radarów nawigacyjnych była kupowana w firmie Northrop Grumman Sperry Marine, lub spółki, które zostały włączone w jej skład (pierwsze nowoczesne radary nawigacyjne dla polskiej Marynarki Wojennej dostarczała jeszcze w latach 90. firma Racal Decca). Dodanie nowych możliwości stacjom radiolokacyjnym polega więc często jedynie na wymianie oprogramowania lub starzejącego się bloku. Oficerowie pokładowi są przyzwyczajenie do pewnych rozwiązań funkcjonalnych i nie mają większych problemów przechodząc na inny typ radaru (upraszcza się system szkolenia).

Vision Master FT

W najnowszym radarze VisionMaster FT zachowano wszystkie rozwiązania wprowadzone we wcześniejszych urządzeniach rodziny BridgeMaster E. Stacja ta może więc m.in.:

• pracować w pięciu trybach pracy: Radar mode, Chart Radar mode, ECDIS mode, Conning Pages Mode, Surveillance Mode (rodzaj pracy zależy jedynie od zastosowanego oprogramowania bo hardware jest ten sam);
• stosować interaktywny zaawansowany mechanizm śledzenia ponad 600 celów (korelujący je z danymi z urządzenia ARPA i systemu AIS);
• zobrazowywać cele zgodnie z wolą operatora (np. tylko z systemu ARPA lub po połączeniu ich z systemem AIS);
• tworzyć plan podróży i własne mapy radarowe;
• synchronizować cele i znaki nawigacyjne pomiędzy stacjami VMFT;
• pomagać operatorowi dzięki funkcji iHelp, rejestrowaniu zdarzeń - funkcja Playback (z możliwością ich odtworzenia) i rozszerzonej funkcjonalności diagnostycznej.

Dodatkową pomocą dla nawigacji, zwiększającą pogląd sytuacji jest funkcja iView3D, dzięki której istnieje możliwość wielokolorowej prezentacji 3D dna morza. Jest on tworzona na podstawie map S57 z wprowadzeniem efektów świetlnych, podkreślających zmiany dna morza (głębokości) i wskazujących operatorowi np. obszar z zadeklarowaną bezpieczną głębokością.

Efektem współpracy Northrop Grumman-Terma jest przede wszystkim zastosowanie w zestawie stacji VisionMaster FT, duńskich anten „belkowych”:

• albo typu 2600, która służy przede wszystkim do prowadzenia obserwacji sytuacji nawodnej, i to w odniesieniu do obiektów „niewidocznych” dla standardowych radarów nawigacyjnych takich jak: pojedynczy pływak, kajak, czy peryskop okrętu podwodnego;
• albo typu 6002, która pozwala również na obserwację i śledzenie obiektów powietrznych do pułapu ponad 3000 m i na odległości 10-15 Mm.

W ten sposób na typowej konsoli radaru nawigacyjnego może zostać zobrazowana zarówno sytuacja nawodna (ze wszystkimi funkcjami i zadaniami radaru nawigacyjnego), jak i powietrzna - dając operatorowi pełną świadomość sytuacyjną. Ta świadomość może być tym większa, że antena 6002 może współpracować z interrogatorem (urządzeniem zapytującym) systemu identyfikacji radiolokacyjnej „swój-obcy” (IFF).

Jeżeli przy tym nie ma możliwości zamontowania systemu antenowego na topie masztu, to dla pozbycia się stref martwych można zastosować tzw. Dual Processor. Pozwala on na jednoczesną współpracę z dwoma blokami nadawczo-odbiorczymi od anten umieszczonych np. z obu stron masztu tworząc na jednym wskaźniku jeden obraz 360 stopni (takie rozwiązanie zostanie zastosowane m.in. na jednym z okrętów rakietowych typu Orkan).

Tej klasy stacja radiolokacyjna z anteną typu 6002 mogłaby więc być rozwiązaniem dla polskiego niszczyciela min Kormoran II, który ma być uzbrojony m.in. w armatę Tryton kalibru 35 mm. Armata ta może skutecznie zwalczać cele powietrzne, ale wskazanie celu dla optoelektronicznego systemu śledzenia powinno być wcześniej przekazane ze stacji radiolokacyjnej, jak na razie jednak nie ma takiej zdolności.

W VisionMaster FT pozostawiono wszystkie najnowsze rozwiązania wprowadzone w radarach nawigacyjnych SperryMarine. Przede wszystkim wykorzystano nadajnik półprzewodnikowy, a więc nie ma tam nadawczych lamp mikrofalowych – magnetronów. Jest ten sam typ wskaźnika – konsoli operatorskiej, ze wszystkimi funkcjami poprzednich modeli stacji, który jest w stanie obsłużyć cały radar.

Radar z anteną 6002 ma większą moc nadawczą. Maksymalna moc po przeliczeniu na moc impulsową to 350 kW (podczas gdy w radarze 2600 to 50 kW) przy średniej mocy od 0,2 do 200 W (w radarze 2600 to zakres mocy średniej od 0,2 do 80 W). Przy najniższej mocy średniej jest to więc urządzenie zaliczające się do tzw. „cichych radarów” LPI (Low Propability of Intercept), trudnych do wykrycia przez urządzenia rozpoznania radioelektronicznego.

W modzie śledzenia antena pozwala na wytworzenie sześciu odpowiednio rozłożonych wiązek antenowych, z których odebrane sygnały po obróbce dają możliwość wykrywania obiektów powietrznych. Przy czym w przypadku radaru 2600 jest wbudowany tylko jeden odbiornik do obserwacji sytuacji nawodnej. W przypadku stacji 6002 mamy już dwa kanały odbiorcze różniącą się sposobem obróbki sygnału: jeden nawodny i drugi - dla niskolecących obiektów powietrznych z funkcją wskazywanie ruchomych celów MTI (Moving Target Indication), W obu przypadkach zastosowano automatyczny system śledzenia, opracowany przez firmę Terma - Tracker ET2.

Anteny oraz zastosowany system obróbki pozwalają na uzyskiwanie wysokiej rozróżnialności. Badania wykazały, że radar bez problemu separuje sygnały echa pochodzące od małej łodzi motorowej i holowanej za nią w odległości 0,028Mm (50 m) niewielkiej kuli metalowej (na zakresie 2 Mm).

W radarach 2600 i 6002 odnotowano również ograniczony wpływ warunków pogodowych na prawdopodobieństwo wykrycia (szczególnie podczas deszczu). Prawdopodobieństwo wykrycia poprawiono dodatkowo w strefie bliskiej (do 2 Mm). Według informacji Sperry Marine (która dostarcza również "proste" systemy tej klasy) w standardowych stacjach nawigacyjnych, systemy eliminujące zakłócenia (przede wszystkim) od fal drastycznie obniżają możliwość detekcji niewielkich obiektów. W ten sposób prawdopodobieństwo wykrycia wzrosło z 10-20% wzrosło do 70-100%.

W nowych radarach poprawiono także jakość zobrazowania, w stosunku do starszych systemów Sperry Marine. Przykładowo w przypadku Chart Radar stosowano jedynie 6 odcieni koloru, a w Surveillance Radar tych odmiana koloru jest już 256.

Nowe radary nie są urządzeniami, które musza być podporządkowane normami IMO. Operator ma więc możliwość przesuwania lub zmniejszania tablic „Menu” na ekranie oraz skupiania się na interesujących go danych – np. wydłużania śladu śledzenia (od 0 do 8 godzin). Wbudowany korelator celów ułatwia ich łączenie z danymi pochodzącymi od systemów ARPA i AIS (w tym systemu AIS w wersji wojskowej).

Całość uzupełniają tzw. funkcje Navy (wojskowe), których nie posiadają standardowe radary nawigacyjne, a posiada np. większość radarów nawigacyjnych wykorzystywanych na polskich okrętach. Pozwalają one już na realizowanie zadań typowo militarnych, które wcześniej wymagały dedykowanych systemów obserwacji lub kontroli.

Przykładowo dzięki funkcji Navy istnieje np. możliwość: określenia optymalnego scenariusza przechwycenia podejrzanego obiektu, automatycznego monitorowania położenia jednostek pływających znajdujących się w określonym zespole okrętowym (konwoju) lub symulowania zmiany parametrów ruchu śledzonych obiektów (np. ich prędkości lub kursku).

Bardzo ważną zaletą radarów VisionMaster FT jest łatwość ich włączenia zarówno do okrętowego systemu nawigacyjnego, jak i bojowego. W pierwszym przypadku chodzi o podłączenie informacji ze stacji VisionMaster FT poprzez specjalny „Interswitch” z danymi z innych radarów nawigacyjnych (pasam X i S) w ramach zintegrowanego mostka nawigacyjnego.

W drugim przypadku dane z VisionMaster FT trafiają do ogólnookrętowej magistrali danych i mogą być przez nią przekazywane np. do Bojowego Centrum Informacji lub bezpośrednio na systemy kierowania ogniem (np. armaty przeciwlotniczej małego kalibru).