USA: Rusza przetarg na okrętowy superradar FXR

Zapytanie o informację RFI (request for information) w sprawie przyszłych radarów pasma X wystosowało tez Dowództwo systemów morskich U.S. Navy NAVSEA (US Navy's Naval Sea Systems Commmand) w imieniu dyrekcji biura wykonawczego programu Zintegrowanych, Bojowych Systemów Obserwacji Nadwodnej (Program Executive Office Integrated Warfare Systems Above Water Sensors). Celem tych działań ma być pozyskanie danych na temat użytecznych technologii i firm zainteresowanych rozwijaniem i produkcją radaru przyszłości FXR (Future X-band Radar).

Ma to pomóc w podejmowaniu decyzji i zmniejszyć ryzyko przy realizacji dalszych etapów programu budowy tej nowej, okrętowej stacji radiolokacyjnej. Sprawę traktuje się więc bardzo poważnie, tym bardziej, że radar FXR mają otrzymać najważniejsze i największe okręty nawodne amerykańskiej marynarki wojennej. Nowa stacja musi więc spełniać wymagania SWAP-C (size, weight, and power – cooling), dotyczące wykonywanych zadań, ciężaru, mocy, zasilania i chłodzenia, jakie są stawiane na następujących typach okrętów amerykańskich:

-       niszczycielach rakietowych typu Arleigh Burke DDG-51 FLT III z systemem walki AEGIS w wersji Baseline 10 (BL 10);

-       niszczycielach rakietowych typu Arleigh Burke FLT II i DDG-51 FLT IIA z systemem walki AEGIS w wersji Baseline 9 (BL 9);

-       krążowniki typu Ticonderoga z systemem walki AEGIS w wersji Baseline 9 (BL 9)

-       lotniskowce z napędem atomowym typu Ford i Nimitz z systemem walki SSDS (Ship Self-Defense System) w wersji (BL 12);

-       śmigłowcowce (LPD 29+) z systemem walki SSDS w wersji (BL 12).

Ta różnorodność klas okrętów przekłada się również na wszechstronność przyszłych radarów FXR. Muszą więc być one zdolne nie tylko do wykrywania i śledzenia wszelkiego rodzaju celów powietrznych, ale również muszą być przygotowane do wykrywania celów nawodnych (w tym tak małych jak peryskopy okrętów podwodnych) i do naprowadzania rakiet wyposażonych w radiolokacyjną głowicę półaktywną (np. pociski SM-2 oraz ESSM Block 1). W przypadku okrętów wykorzystujących system walki Aegis wersji wyższej od Baseline 9 nowe radary będą musiały dodatkowo zabezpieczyć wykrywanie rakiet balistycznych.

Odpowiedzi zainteresowanych firm mają zostać przesłane do 3 marca 2022 roku. To właśnie wtedy zostanie podjęta decyzja, co będzie dalej z programem, który rozpoczęto tak naprawdę już w 2017 roku. Amerykańska marynarka wojenna poprzez Biuro badawcze U.S. Navy (Office of Naval Research) zadeklarowała wtedy bowiem chęć ulepszania swojego radaru AN/SPQ-9B działającego w paśmie X i stworzenia na jego bazie taniego, lekkiego radaru z aktywnym, antenowym układem fazowym do 2027 r. Stacja ta dodatkowo miała być przygotowana do montażu zarówno na nowych, jak i już wprowadzonych jednostkach pływających, a dodatkowo założono, że ma ona kosztować mniej niż 30 milionów dolarów za system.

Wskazano wtedy na konieczność opracowania lekkiego, półprzewodnikowego radaru, pracującego w paśmie X, z aktywną anteną ścianową z elektronicznym kształtowaniem i sterowaniem wiązką. Wybór właśnie takiego zakresu częstotliwości nie był przypadkowy. Amerykańska marynarka wojenna brała bowiem pod uwagę: zarówno ograniczoną dostępność innych morskich częstotliwości radiolokacyjnych, jak i fakt, że anteny radarów pracujących w paśmie X są mniejsze przy tych samych parametrach od radarów działających w paśmie S.

W paśmie X jest oczywiście większe tłumienie sygnałów w powietrzu, ale od razu założono, że konieczne jest zastosowanie wzmacniaczy mocy zbudowanych w technologii azotku galu GaN, gdzie ze względu na lepsze parametry temperaturowe nie ma już takich problemów z chłodzeniem przy nadawaniu sygnałów o dużej mocy. Taki wybór pasma dał również możliwość podporządkowanie się ograniczeniom SWaP jeżeli chodzi o wielkość, wagę i moc (size, weight, and power) - ograniczeniom znanym wcześniej tylko ze stacji radiolokacyjnych wykorzystywanych na samolotach myśliwskich. Teraz takie same limity postanowiono również wprowadzić na nawet największych okrętach.

Antena nowego radaru ma składać się z wielu takich samych elementów, które mogą działać wspólnie, ale dzięki którym ma być również możliwość tworzenia zupełnie niezależnych kanałów nadawczych i odbiorczych. Ma to np. pozwolić na jednoczesne nadawanie różnych sygnałów z tej samej anteny (godząc się przy tym na ograniczenie mocy, którą by otrzymano łącząc wszystkie nadajniki w celu utworzenia jednej wiązki).

Amerykanie planują więc stworzenie „inteligentnego radaru", który będzie w stanie dostosować się do sytuacji wokół okrętu, sterując w odpowiedni sposób elementami nadawczo-odbiorczymi anteny. Dużym utrudnieniem będzie tu oczywiście konieczność działania zarówno w środowisku morskim, lądowym jak i powietrznym. Ale pojawia się w ten sposób możliwość adaptacyjnego przeszukiwania przestrzeni, pozwalającego na „neutralizowanie" tych kierunków, z których przychodzą zakłócenia oraz skupianie się na sektorach, gdzie najprawdopodobniej pojawi się zagrożenie (znanych np. z zewnętrznych źródeł informacji).  

Z wstępnych założeń wynika, że każdy ścianowy system antenowy ma zapewnić ruch wiązki bez ograniczeń mocy w kącie 90 stopni. Oznacza to, że do zabezpieczenia obserwacji dookolnej potrzebne będą cztery szyki antenowe. Jednak samo dostosowanie się do ograniczeń SWAP-C może spowodować, że radary zbudowane w ten sposób będzie można montować bardzo wysoko na masztach. A to oznacza znaczne zwiększenie możliwości wykrywania celów nawodnych oraz powietrznych celów niskolecących.

Największym problemem może być zmieszczenie się w ograniczeniach cenowych. Amerykanie zdają sobie sprawę, że być może trzeba będzie opracować zupełnie nowe wysokowydajne moduły nadawczo-odbiorcze na pasmo X oraz wzmacniacze mocy. Będą to już jednak wtedy rozwiązania oparte o podzespoły komercyjne przydatne np. również na cywilnych jednostkach pływających. Nowy system radiolokacyjny będzie musiał być również niezawodny oraz prosty w obsłudze i naprawie. Założono bowiem, że ma on pracować bez poważniejszych awarii nawet przez ponad 120 dni misji.