Od Loary do baterii przeciwlotniczej 35 mm. PIT-RADWAR w programie „Noteć”

Proponowany przez PIT-RADWAR zestaw przeciwlotniczy jest oparty o elastyczną strukturę bateryjną, z pojedynczymi armatami kalibru 35 mm oraz systemami dowodzenia i naprowadzania. Armaty 35 mm proponowane są w dwóch wariantach, z których jeden, z głowicą optoelektroniczną,  ma możliwość samodzielnego zwalczania celów w trybie autonomicznym.

System jest owocem prac rozwojowych we wcześniejszym programie Loara, który został zakończony w 2009 roku. Jest proponowany w pierwszej kolejności Marynarce Wojennej jako następca zestawu „Blenda”, opracowanego w latach 90. przez krajowy przemysł. Może też służyć w innych rodzajach sił zbrojnych do punktowej osłony ważnych obiektów przed atakami samolotów, śmigłowców, pocisków manewrujących czy BSL.

Przypomnijmy, że „Blenda” to bateria czterech armat S-60 kalibru 57 mm, wyposażonych w automatyczne systemy sterowania i polskie wozy dowodzenia WD-95 z głowicami elektrooptycznymi. Współdziała ona z wozami dowodzenia Rega-3/4 i stacjami radiolokacyjnymi N-22(3D) produkcji PIT-RADWAR. Osiem takich baterii jest na wyposażeniu Marynarki Wojennej. Zarówno głowica obserwacyjno-celownicza, jak też system śledzenia i znaczna część bloków elektroniki, wraz z komputerem kierowania ogniem, wywodziły się z programu „Loara”. 

Potomkowie „Loary” – nowoczesne rozwiązania przeciwlotnicze

Powstanie systemu „Blenda”, którego prototyp na uzbrojenie przyjęto w 1999 roku a w 2008 roku zakończono dostawy nie byłoby możliwe bez projektu przeciwlotniczego zestawu artyleryjskiego PZA „Loara”, nad którym od początku lat 90-tych ubiegłego wieku PIT-RADWAR pracował na zamówienie MON. Miał to być samobieżny system przeciwlotniczy uzbrojony w nowoczesne armaty i wyposażony w optoelektroniczne i radiolokacyjne systemy śledzenia oraz naprowadzania. Prototypowy zestaw został przyjęty na uzbrojenie Wojska Polskiego w 2003 roku, Loara była wtedy uznawana za jeden z najnowocześniejszych systemów w swojej klasie na świecie. Projekt, pomimo wydania ponad 300 mln zł, został jednak zakończony w 2009 roku.

Program Loara zaowocował jednak uzyskaniem przez przemysł konkretnych zdolności, które w kolejnych latach doczekały się nie tylko wprowadzenia do produkcji i służby w kraju, ale również zostały wyeksportowane. Jest wśród nich wspomniany już system przeciwlotniczy „Blenda”, ale też stacje radiolokacyjne wykrywania celów N-22N(3D) i MMSR czy trójwspółrzędna zdolna do przerzutu stacja radiolokacyjna Soła. Do tej samej grupy można zaliczyć wyeksportowany do Indonezji mobilny przeciwlotniczy rakietowo-artyleryjski zestaw krótkiego zasięgu Kobra/Aster oraz wchodzące w jego skład, ale też przyjęte na uzbrojenie Wojska Polskiego samobieżne przeciwlotnicze zestawy rakietowe Poprad. W ubiegłym roku MON podpisało umowę na zakup 77 wyrzutni Poprad za sumę ponad mld złotych.

Armata 35 mm – narzędzie

Proponowany przez PIT-RADWAR w programie „Noteć” system przeciwlotniczy z armatą 35 mm wiąże się z dążeniem do maksymalnego wykorzystania wyników prac nad systemem PZA Loara i uzyskanych w ich toku kompetencji. W trakcie realizacji projektu pozyskano licencje na produkcję i rozwój 35 mm armaty szybkostrzelnej Oerlikon KDA, stanowiącej podstawowe uzbrojenie baterii.

Jest to automat o szybkostrzelności teoretycznej 550 strzałów na minutę działający na zasadzie odprowadzania części gazów przez otwór boczny, zasilany obustronnie taśmowo z możliwością szybkiego przełączenia rodzaju amunicji. Lufa chłodzona powietrzem ma długość 90 kalibrów (3150 mm) wyposażona jest w urządzenie wylotowe i pomiarowo-programujące dla amunicji programowanej ABM. Armata może skutecznie razić cele na dystansie do 5 km i pułapie 3,5 km.

PIT-RADWAR (wówczas CNPEP RADWAR) zakupił licencję armaty KDA w ramach programu PZA Loara w grudniu 1995 roku za sumę ponad 6 mln franków szwajcarskich. Ze względu na brak zasadności uruchamiania produkcji armat na miejscu PIT-RADWAR przekazał dokumentację, oprzyrządowanie i inne niezbędne do uruchomienia produkcji materiały zakładom Huta Stalowa Wola, na mocy nieodpłatnej umowy wdrożeniowej. Tym samym HSW uzyskała możliwość produkcji armat o bardzo dobrych walorach eksploatacyjnych.

Jedną z najistotniejszych cech armaty KDA, poza precyzją prowadzenia ognia, jest zasilanie obustronne, które umożliwia szybką zmianę stosownego rodzaju amunicji pomiędzy pociskami programowanymi a podkalibrowymi. W toku badań udowodniono bowiem, że wbrew teoretycznym założeniom, amunicja typu „airburst”, czyli odłamkowa, detonująca na zaprogramowanym dystansie, nie jest panaceum przeciw wszelkim celom.

Dobrze sprawdza się ona przeciw celom lekko opancerzonym i miękkim, takim jak siła żywa czy bezzałogowce, szczególnie na średnim i krótkim dystansie. Z oczywistych powodów jest mniej skuteczna od pocisków podkalibrowych w zwalczaniu celów opancerzonych, takich jak pojazdy bojowe czy ciężkie śmigłowce uderzeniowe.

Kinetyczna amunicja przeciwpancerna lepiej sprawdza się również w prowadzeniu ognia na długi dystans, ze względu na lepsze właściwości balistyczne, a zwłaszcza znacznie wyższą prędkość lotu i mniejszą masę. Dla armaty KDA kalibru 35 mm prędkość początkowa pocisku programowanego o masie 750 g wynosi 1050 m/s, podczas gdy pocisk podkalibrowy ma masę 550 g i osiąga prędkość 1440 m/s. Tak znacząca różnica wpływa na możliwości bojowe, a dzięki dwustronnemu zasilaniu i magazynom amunicyjnym o pojemności 80 naboi możliwe jest optymalne wykorzystanie cech obu dostępnych opcji.

Po zakończeniu programu Loara, PIT-RADWAR starał się kontynuować prace nad wykorzystaniem armaty KDA. Pierwszym był model badawczy SAN-35, będący de facto połączeniem podstawy, podwozia i wielu innych elementów armaty S-60 kalibru 57mm oraz automatu KDA i komponentów mechanicznych oraz elektronicznych z programu Loara, przeznaczonych do sterowania armatą w płaszczyźnie poziomej i pionowej. Wykorzystano między innymi dwusilnikowy układ obrotu z użyciem bezszczotkowych silników elektrycznych projektu PIT-RADWAR, zapewniający precyzyjne naprowadzanie i niwelowanie luzów w układzie.

W latach 2009-2011, przy finansowaniu z Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, zrealizowano projekt „zdalnie sterowany system przeciwlotniczy oparty o armatę 35 mm” który powstał w konsorcjum WAT, PIT-RADWAR i Ośrodka Badawczo-Rozwojowy Sprzętu Mechanicznego z Tarnowa. Jego owocem był „Zdalnie Sterowany System Przeciwlotniczy kalibru 35 mm” czyli ZSSP-35 „Hydra”, prezentowany kilkakrotnie podczas targów MSPO. W toku prac nie tylko stworzono i przetestowano efektor systemu przeciwlotniczego, ale przeprowadzono też wiele badań związanych z rozwojem systemu kierowania ogniem, algorytmów śledzenia i celowania, ale też komputerowych modeli baterii i dywizjonu OPL opartych o rozproszoną strukturę. 

Skutkiem tych prac w 2011 roku stało się złożenie wniosku projektowego „Bateria przeciwlotnicza z armatą 35 mm”, który został pozytywnie zaopiniowany zarówno przed Szefostwo Wojsk OPL w MON jak i dowództwa rodzajów sił zbrojnych. Dofinansowanie dla PIT-RADWAR na ten projekt wyniosło 30 mln zł, a kolejne 15 mln wyłożyła firma ze środków własnych. W 2014 roku nastąpiło przedefiniowanie koncepcji struktury baterii i zaktualizowano wniosek, wprowadzając następujące komponenty baterii.

Bateria przeciwlotnicza 35 mm, czyli Loara na lekko?

Bateria przeciwlotnicza 35 mm stanowi „rozproszoną” formę systemu PZA Loara, rozłożonego na poszczególne komponenty. Efektorem jest ta sama armata KDA 35 mm, ale na podwoziu holowanym w wersji A-35 z celownikiem programowalnym lub AG-35 z głowicą optoelektroniczną. Systemy wykrywania i naprowadzania oraz kierowania ogniem wraz z głowica obserwacyjną znalazły się na pojeździe kołowym Żubr-P w postaci wozu kierowania ogniem WG-35.

Element systemu stanowi również nowoopracowywana amunicja programowalna 35 mm. W trakcie prac stworzono też niezbędne elementy infrastruktury i oprogramowania dla wozu dowodzenia WD-35, natomiast integracja z samą platformą nie miała miejsca, między innymi z powodów finansowych. Obecnie pozostaje jedynie wybór pojazdu oraz zaplanowanie rozmieszczenia elementów infrastruktury.

W pewnym zakresie rolę wozu dowodzenia może pełnić WG-35, gdyż ma możliwość uzyskiwania informacji o rozpoznanym obszarze sytuacji powietrznej ze źródła zewnętrznego. Jest to możliwe szczególnie w wypadku, gdy w baterii znajdą się systemy (efektory) autonomiczne – AG-35, bądź zestawy Poprad – naprowadzanie armat A-35 i jednoczesne dowodzenie baterią może skutkować przeciążeniem operatora. 

Efektor – dwie wersje armaty 35 mm

W baterii przeciwlotniczej 35 mm możliwe jest zastosowanie dwóch wariantów holowanej armaty, które bazują na tym samym podwoziu ale różnią się znacznie pod względem możliwości. Są to armata A-35 z celownikiem programowalnym Prexer CP-1-35 oraz armata AG-35 wyposażona we własną optoelektroniczną głowicę śledząco-celowniczą. W zakresie ceny oba warianty różnią się w  około 10%, jednak decyzję należy podjąć w fazie produkcji. Ze względu na różnice techniczne przebudowa A-35 na AG-35 jest mało opłacalna, natomiast różnice w zakresie możliwości są istotne.

A-35 jest wersją podstawową, która dla skutecznego działania w trybie automatycznym powinna być przyłączona do wozu kierowania ogniem WG-35, podobnie jak armaty S-60BM w systemie „Blenda”, wymaga bowiem zewnętrznej głowicy celowniczo-śledzącej, która posłuży do jej naprowadzania.

AG-35 posiada natomiast własną głowicę optoelektroniczną o możliwościach bardzo zbliżonych do zastosowanej w wozie dowodzenia WG-35. Posiada ona zintegrowane we współpracy PIT-RADWAR i WAT kamery światła widzialnego i podczerwieni oraz dwa dalmierze laserowe o wysokiej częstotliwości pomiaru. Dzięki temu armata AG-35 tworzy samodzielny kanał celowania, który za pośrednictwem wozu dowodzenia lub kierowania ogniem może być wykorzystany do naprowadzania armat A-35.

W obu wariantach armata charakteryzuje się wysoką mobilnością i krótkim czasem przygotowania do otwarcia ognia. Przejście z trybu marszowego do bojowego, wraz z poziomowaniem i stabilizacją odbywa się automatycznie w czasie poniżej dwóch minut. Wymagające wcześniejszego uruchomienia systemy, takie jak chłodzenie kamery termowizyjnej czy inercyjny układ pozycjonowania, mogą zostać uruchomione podczas marszu.

Jest to możliwe, ponieważ armata posiada własny generator i akumulatory zapewniające energię zarówno w marszu jak i podczas pracy. Po zajęciu pozycji A-35/AG-35 automatycznie określa swoją pozycję wobec innych elementów systemu i może połączyć się z nimi łączem radiowym, lub zostać skomunikowana w inny sposób (np. światłowodowo, czy klasycznym kablem PKL). System INS/GPS określa położenie względem otoczenia, ale system pokładowy mierzy również azymut, przechylenie i pochylenie, umożliwiając stałą korektę danych.

Armata 35 mm wyposażona jest w precyzyjny system elektryczny sterowania ruchem zarówno w płaszczyźnie poziomej jak i elewacji, zapewniający dokładność 1 mrad, co przy zasięgu 1000 m zapewnia 96% prawdopodobieństwo trafienia serią 9 pocisków w cel o wymiarach 50x20 cm. 

Wóz kierowania ogniem WG-35, mózg systemu

Centralnym elementem architektury baterii przeciwlotniczej 35 mm jest wóz kierowania ogniem WG-35. Stanowi on znaczące rozwinięcie rozwiązań wykorzystanych w systemie „Blenda” czy „Aster”/”Kobra”. Bazę dla zabudowy WG-35 stanowi pojazd terenowy Żubr-P, stosowany też jako nośnik wyrzutni Poprad czy radarów Soła oraz Bystra.

Załogę stanowi dwóch ludzi, z których jeden pełni rolę kierowcy, natomiast drugi jest operatorem posiadającym dwa ekrany, z których górny prezentuje dane z zewnętrznych źródeł informacji, natomiast dolny dane z głowicy pojazdu. Dolny ekran wraz z pulpitem sterującym stanowi również wynośny moduł sterowania, którego można używać spoza pojazdu dzięki łączu światłowodowemu.

Pojazd WG-35 wyposażony jest w wysuwaną hydraulicznie głowicę optoelektroniczną, będącą kolejnym rozwinięciem głowicy ZGS-158, stosowanej m. in. w morskim wariancie systemu artyleryjskiego 35 mm. Jest ona wyposażona w kamerę termowizyjną III generacji, kamerę telewizyjną, dalmierz laserowy o wysokiej częstotliwości pomiaru oraz interrogator IFF (swój-obcy). System został też dostosowany do instalacji radaru śledzącego.

Układ podnośnika i klap pojazdu umożliwia zastosowanie radaru śledzącego z anteną o wymiarach do 0,8x1 metr otoczonej sensorami optoelektronicznymi w układzie „U”. Ze względu na ograniczone fundusze to rozwiązanie w ramach programu NCBiR nie wyszło poza demonstrator technologii niskiego poziomu, jednak gestor wyraża się o nim bardzo pozytywnie.

Użycie radaru zapewniłoby możliwość śledzenia celów w każdych warunkach, również przy ograniczonej widoczności. Zwiększyłoby to prawdopodobieństwo trafienia i zdolności wozu WG-35 w baterii. W takiej konfiguracji możliwe byłoby wykorzystywanie WG-35 zamiast dodatkowych stacji radiolokacyjnych.

Dodatkowe wyposażenie wozu w zakresie wykrywania stanowi wynośny punkt obserwacyjny WPO, złożony ze statywu, lornetki noktowizyjnej, środków łączności głosowej i systemu transmisji danych o położeniu urządzenia w płaszczyźnie poziomej i elewacji, które to dane mogą być przekazane do głowicy aby skierować ją na wykryty w ten sposób cel.

Wóz kierowania ogniem wyposażony jest w nawigację INS/GPS, własny agregat prądotwórczy, systemu kalkulacyjno-balistyczne oraz rozbudowany układ łączności, zapewniający szyfrowaną transmisję danych z użyciem wszystkich standardów komunikacji przewodowej i bezprzewodowej stosowanych w Wojsku Polskim: od łączności radiowej, przez światłowody po staromodne kable PKL. W przypadku zerwania łączności np. w wyniku uszkodzenia przewodu, system szuka innej metody transmisji bez utraty danych.

Elastyczna struktura baterii OPL 35 mm

Do wozu kierowania ogniem WG-35 może zostać przyłączonych łączami naziemnymi lub radiowymi do 8 efektorów, którymi mogą być zarówno armaty A-35 i AG-35 jak i wyrzutnie Poprad. System baterii 35 mm może zostać skonfigurowany na kilka sposobów z wozem kierowania ogniem WG-35 jako elementem centralnym.

W wersji najtańszej i najmniej wszechstronnej jest to powtórzenie struktury systemu „Blenda” z wozem kierowania ogniem WG-35 i 8 armatami A-35, dysponującymi jednym, wspólnym kanałem celowania w trybie automatycznym na całą baterię.

Układ baterii z armatami AG-35 jest nieco kosztowniejszy, ale daje znacznie większą elastyczność i możliwość zwalczania wielu celów, gdyż każda armata z głowicą może stanowić odrębny kanał celowania, czyli zwalczać obiekty powietrzne samodzielnie. Jedna z rozważanych konfiguracji baterii to układ mieszany z wozem WG-35, dwiema armatami AG-35 z głowicami i sześcioma prostszymi A-35, co zapewnia trzy kanały celowania. Potencjalnie umożliwia to zwalczanie trzech odrębnych celów: 2-4 armaty A-35 naprowadzane są przez wóz WG-35, natomiast każda armata AG-35 naprowadza również co najmniej jedną armatę A-35. Do systemu mogą też zostać przyłączone wyrzutnie rakietowe Poprad za pomocą dwóch radiolinii lub zamiast dowolnej liczby armat A-35/AG-35.

Bateria kierowana przez WG-35 powinna działać w szerszej strukturze dowodzenia, wymieniając za jej pośrednictwem informacje np. z radarów Soła czy Bystra.

Dojrzały system przeciwlotniczy, nie tylko dla MW

System uzbrojenia jakim jest bateria przeciwlotnicza 35 mm osiągnął już dojrzałość konstrukcyjną. Amunicja programowalna przechodzi od dwóch lat badania kwalifikacyjne i powinna je zakończyć w przyszłym roku. Wszystkie trzy komponenty systemu (wóz kierowania ogniem WG-35, armaty A-35 oraz AG-35 i amunicja programowalna) są już zintegrowane ze sobą. Na listopad 2016 roku PIT-RADWAR zaplanował pierwsze strzelania zintegrowanej całości na poligonie w Wicku Morskim. Zostaną one zrealizowane w ramach programu badań zakładowych.

Marynarka Wojenna stała się prekursorem w zakresie użycia nowej armaty 35 mm, która w wersji okrętowej AM-35 testowana jest obecnie na korwecie ORP „Kaszub”. Pierwsze wyniki prób wskazują na powodzenie projektu. Program okrętowego systemu artyleryjskiego kalibru 35 mm został opracowywany przez Konsorcjum, składające się z: Wojskowej Akademii Technicznej z Warszawy (lider), Akademii Marynarki Wojennej oraz spółek PIT-RADWAR S.A. i Zakładów Mechanicznych „Tarnów” S.A. w ramach projektu współfinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBiR).

Jeśli 35 mm artyleryjski zautomatyzowany system obrony przeciwlotniczej zastąpi system „Blenda” z armatami kalibru 57 mm, to może stać się krokiem do wprowadzenia tego standardu w innych rodzajach sił zbrojnych.

Jeśli bateria skonfigurowana z wozu kierowania ogniem WG-35 i armat A-35/AG-35 zostanie wzbogacona o wóz dowodzenia WD-35 i kompatybilne z nią stacje radiolokacyjne takie jak Soła czy Bystra oraz zestaw rakietowy Poprad, tworzy kompleksowy, artyleryjsko-rakietowy system bardzo krótkiego zasięgu VSHORAD. Może on zwalczać cele na dystansie do 6 km i pułapie do 3500 metrów, tworząc najniższą i najbardziej mobilną warstwę obrony powietrznej.

Możliwe jest rozwinięcie też bardziej mobilnych wariantów armat 35 mm w wersji samobieżnej, na platformie kołowej lub gąsienicowej. W takiej sytuacji mogłaby powrócić koncepcja zbliżona do pierwotnych założeń PZA Loara i przeznaczonego do obrony wojsk pancernych i zmechanizowanych w ruchu.