Ceros wzmocni duńskie patrolowce

Nowe zestawy kierowania ogniem zostały zakupione przez duńską agencję zamówień obronnych DALO (Danish Defence Acquisition and Logistics Organization). Wartość kontraktu to około 145 milionów koron szwedzkich (około 62 miliony złotych). W ramach umowy Szwedzi mają dodatkowo dostarczyć komplet części zamiennych, dokumentację oraz przeprowadzą szkolenie dla obsług. Systemy mają być przekazane pomiędzy 2016 i 2017 r.

Wybór zestawu CEROS 200 nie jest w Danii dla nikogo zaskoczeniem. Jest to bowiem kompleks kierowania ogniem wykorzystywany na ponad dwustu okrętach na całym świecie - w tym na duńskich fregatach typu Iver Huitfeldt oraz duńskich jednostkach dowodzenia i wsparcia logistycznego typu Absalon.

Czym jest system kierowania ogniem?

CEROS 200 to nowoczesny, radiolokacyjno/optoelektroniczny kompleks kierowania ogniem. Takie zestawy są nieodłącznym elementem każdego okrętowego systemu walki (OSW), nawet w przypadku, gdy jednostka pływająca ma na swoim wyposażeniu nowoczesny radar obserwacyjny.

System kierowania ogniem artyleryjskim składa się najczęściej z dwóch elementów: radaru śledzącego i głowicy optoelektronicznej. Oba te urządzenia są montowane na jednej, obrotowej i stabilizowanej podstawie. Zestaw optoelektroniczny składa się najczęściej z kamery telewizyjnej, kamery termowizyjnej i dalmierza laserowego. Jest on zsynchronizowany z radarem tak, by operator mógł bez problemu przełączać się z jednego kanału śledzenia na drugi.

System kierowania ogniem jest instalowany na okrętach, ponieważ jako jedyny jest w stanie dostarczyć dane o celach do zestawów artyleryjskich z odpowiednią dokładnością. Kształt anteny radaru (najczęściej kulisty) wyraźnie wskazuje, że do śledzenia celów wykorzystuje się bardzo wąską, szpilkową wiązkę. Należy jednak pamiętać, że nawet pojedyncza szpilkowa wiązka o standardowej szerokości około 1-1,5º w odległości 4 km daje dokładność określenia położenia celu tylko 35 m.

Tymczasem do celnego prowadzenia ognia artyleryjskiego ta dokładność musi być jeszcze większa. Dlatego w radarach kierowania ogniem stosuje się namierzanie sekwencyjne, w którym namiar na obiekt określa się z kilku położeń wiązki (np. metodą wirującej wiązki) lub namierzanie metodą monoimpulsową, gdzie rzeczywista charakterystyka składa się np. z czterech wąskich wiązek (miejsce, gdzie sygnał uzyskuje taką samą wartość w każdej z nich jest osią anteny, a więc dokładnym kierunkiem na cel).

System Ceros 200 czyli co kupili Duńczycy?

Proponowany przez spółkę Saab zestaw CEROS 200 jest przez specjalistów uważany za jeden z najlepszych systemów kierowania uzbrojeniem na świecie. Przy czym należy pamiętać, że piszemy tu o całej rodzinie rozwiązań, różniących się zarówno podzespołami jak i technologią wykonania.

Widać to przykładowo w składzie głowicy optoelektronicznej, która bez problemu może być dobierana pod wymagania strony zamawiającej. W jej skład mogą więc wchodzić zarówno kamery telewizyjne kolorowe jak i czarno białe.

Podobna dowolność dotyczy kamery termowizyjnej. Zestaw CEROS 200 może więc być oferowany z kamerami pracującymi w paśmie średniofalowym podczerwieni MWIR (2,5 ÷ 5,6 μm) oraz długofalowym podczerwieni LWIR (8 ÷ 14 μm). Producent – firma Saab korzysta przy tym z doświadczeń, jakie uzyskała przy opracowywaniu samodzielnego systemu obserwacji optoelektronicznej EOS 500, który może być niezależnym systemem kierowania uzbrojeniem lub systemem obserwacji dookólnej.

Ograniczeń nie ma również w odniesieniu do dalmierza laserowego, chociaż z założenia ma być on bezpieczny dla oczu. Najczęściej stosuje się dalmierz laserowy o długości fali 1,57 μm, i częstotliwości powtarzania 3 Hz (przy pracy ciągłej) i 8 Hz (przy pracy impulsowej).

Kanał optoelektroniczny ma możliwość automatycznego wykrywania, akwizycji i śledzenia obiektów dzięki tzw. video trackerowi. Pomaga w tym między innymi przeprowadzenie kompilacji obrazów z różnych kamer. W efekcie tego system może automatycznie śledzić do czterech obiektów.

System CEROS 200 ma w tej chwili cztery wersje różniące się budową oraz przeznaczeniem: podstawową, lekką; wykonaną w technologii stealth i rakietowo – artyleryjską CWI (Continous Wave Illumination). Stworzenie wersji lekkiej pozwoliło na montaż CEROS 200 nawet na niewielkich jednostkach pływających (wykorzystują ją m.in. fińskie kutry rakietowe typu Rauma o wyporności 240 ton). Wysokość zestawu montowanego na pokładzie może być bowiem mniejsza niż 2 m (przy średnicy anteny radaru śledzącego 1 m), natomiast wagę można zmniejszyć z 750 do około 630 kg.

Za każdym razem mówimy jednak o systemie, który pozwala na śledzenie celów w kącie 360° w azymucie i kącie -25° - +85° w elewacji przy maksymalnej prędkości śledzenia 143°/s. Tak duża prędkość kątowa pozwala na śledzenie zestawem CEROS 200 zarówno wszelkiego rodzaju statków powietrznych, bomb i rakiet, jak i pocisków artyleryjskich i moździerzowych.

Radar zestawu CEROS 200

Głównym elementem zestawu CEROS 200 jest radar śledzący pracujący w paśmie Ku (12-18 GHz). Wchodzi on w skład wszystkich czterech wersji różniąc się głównie wyglądem samej obudowy – w tym dielektrycznej, dyskowej osłony anteny typu Cossegrain. Widać to najlepiej w wersji stealth, gdzie cały system antenowy umieszczony ponad pokładem został specjalnie zaprojektowany dla zmniejszenia skutecznej powierzchni odbicia radiolokacyjnego. Taki rodzaj zestawu antenowego zastosowano na szwedzkich korwetach stealth typu Visby.

Jedną z najważniejszych cech radaru CEROS 200 poza dokładnością jest odporność na zakłócenia ECCM (Electronic Counter CounterMeasures). Pomaga w tym zarówno sam układ nadawczo – odbiorczy jak i budowa anteny. W przypadku anteny, przez lata prac nad zestawami kierowania ogniem, firmie Saab (a wcześniej Ericsson) udało się znacząco ograniczyć poziom listków bocznych. Oznacza to, że sygnał zakłóceń jest odbierany głównie wtedy, gdy antena jest nakierowana na nadajnik zakłócający. Z innych kierunków wszelkie szumy i niepotrzebne sygnały są odpowiednio wytłumiane.

W przypadku nadajnika stosuje się zmienne parametry sygnału nadajnika, co utrudnia przeciwnikowi wysłanie odpowiednio szybko takiego samego sygnału zakłócającego. Szwedzi zastosowali w tym celu m.in. pseudolosową zmianę częstotliwości nośnej (ze 100 założonych częstotliwości wybranych z bardzo szerokiego pasma - około 2 GHz) oraz zmienny okres sondowania (częstotliwość powtarzania impulsów). Odpowiednie układy przeciwzakłóceniowe ma również sam odbiornik. Zastosowano m.in. algorytm CHASE (Celsius Tech High Accuracy Sea Skimmer Estimator), który zwiększa rozróżnialność obiektów niskolecących na tle morza, a tym samym pozwala na zwalczanie niskolecących rakiet przeciwokrętowych klasy sea-skimmer. Dokładność śledzenia jest lepsza od 0,2 mrad przy spokojnym morzu i lepsza niż 0,4 mrad przy dużej fali.

Wszechstronność szwedzkiego rozwiązania widać najlepiej w radarze wersji CWI, która jest przystosowana zarówno do kierowania ogniem artyleryjskim jak i do naprowadzania rakiet przeciwlotniczych ESSM (Evolved Sea Sparrow Missile). W tym celu zastosowano dodatkowy układ promieniujący nadajnika w paśmie X, który wykorzystując ten sam reflektor antenowy co nadajnik pasma Ku w sposób ciągłu oświetla obiekt, w kierunku którego wystrzelono rakietę przeciwlotniczą ESSM. Pocisk tego typu wykorzystuje bowiem półaktywną głowicę radiolokacyjną, która naprowadza się na sygnał pasma X, odbity od celu.

Radar CWI bardzo łatwo rozróżnić wzrokowo dzięki dobrze widocznej konstrukcji z opromiennikiem, zamontowanej przed dielektryczną, dyskową osłoną głównej anteny.

O możliwości systemu śledzenia i naprowadzania radaru CEROS 200 mogą świadczyć ujawnione przez Szwedów wyniki strzelań artyleryjskich przeprowadzonych na korwecie rakietowej typu Goteborg. W czasie testów wykorzystywano dwa typy armat Bofors (obecnie BAE Systems Bofors): Mk2 kalibru 57 mm i Mk2 kalibru 40 mm. Ze 195 pocisków wystrzelonych w kierunku celu oddalonego o 1800-3000 m:

• 36% trafiło bezpośrednio w cel lub minęło go w odległości 1 m;
• 23% minęło go w odległości 1-2 m;
• 19% minęło go w odległości 2-4 m;
• 22% minęło go w odległości 4-6 m.

Przy zastosowaniu amunicji programowalnej 3D, oznacza to stuprocentową celność (zapalnik zbliżeniowy może zadziałać w odległości mniejszej niż 6 m). Przypomnijmy, że spółka BAE Systems Bofors niedawno zaproponowała produkowanie tego rodzaju pocisków polskim firmom zbrojeniowym.

Radar śledzący to część systemu?

Wąska wiązka radaru kierowania uzbrojeniem to wielka zaleta, ale również wada. Wykorzystanie takiej „szpilki” do przeszukiwania przestrzeni zarówno w azymucie, jak i elewacji wymaga bowiem czasu, którego w przypadku systemów uzbrojenia o małym zasięgu i bardzo szybkich celach raczej nie ma. Przykładowo pełne przeszukanie azymutu i elewacji przez rosyjską stację radiolokacyjną kierowania uzbrojeniem artyleryjskim MR-123 trwało nawet 40 s. W tym czasie rakieta lecąca z prędkością 900 km/h może przebyć odległość nawet 10 km.

Dlatego radary śledzące wymagają stworzenia na okręcie systemu obserwacji technicznej, który w sposób zautomatyzowany i szybki wskazywałby im, w jakim sektorze przestrzeni znajduje się cel ataku, podając im jego zgrubne położenie. Niezbędne koordynaty są przekazywane przez magistralę danych okrętowego systemu walki, który wykorzystuje informacje z radarów obserwacyjnych lub z zewnętrznych źródeł (poprzez systemy transmisji danych).

W przypadku zestawu kierowania ogniem CEROS 200 jest o tyle łatwiej, że Szwedzi proponują kompleksowe rozwiązanie oznaczane jako „zabójczy łańcuch” („Saab Kill Chain”). W jego skład wchodzą efektory: armata BAE Systems Bofors Mk3 kalibru 57 mm i rakiety przeciwokrętowe RBS-15 Mk3, sensory: radar kierowania ogniem artyleryjskim CEROS 200, System Walki Elektronicznej ESM/ELINT, trójwspółrzędny radar obserwacyjny Sea Giraffe oraz łączący wszystko, okrętowy system walki i kierowania ogniem 9LV CMS (Combat Management System).