Gdzie jest dookólny radar systemu Patriot?

W czasie posiedzenia sejmowej Komisji Obrony Narodowej w dniu 22 kwietnia 2015 r., i dzień wcześniej w czasie spotkania z prasą, Inspektorat Uzbrojenia poinformował posłów i dziennikarzy, że prototyp nowego radaru systemu Patriot jest już gotowy. Sprawa jest poważna, ponieważ próbowano w ten sposób uzasadnić wybór propozycji koncernu Raytheon i odrzucenie jego konkurentów. Resort obrony wyjaśnia teraz, że nie chodziło o prototyp wg. przepisów polskich ale „prototyp lub model” w rozumieniu przepisów amerykańskich. Co więcej -  „prototyp lub model” tylko jednej, mniejszej anteny. Działania polskich władz budzą zdziwienie, zwłaszcza kiedy weźmie się pod uwagę decyzję Niemiec - państwa ramowego NATO w obszarze obrony przeciwrakietowej, wieloletniego użytkownika Patriotów i sąsiada Polski. W Niemczech wybrano bowiem system MEADS, odrzucony wcześniej przez Ministerstwo Obrony Narodowej.

Sprawa ujrzała światło dzienne 1 czerwca br., gdy koncern Raytheon poinformował o szczegółach prac prowadzonych nad nowym radarem dookólnym, przeznaczonym dla zestawów przeciwlotniczych i przeciwrakietowych Patriot. Z informacji tej wynikało, że działania w celu budowy poszczególnych komponentów stacji są podejmowane – nie została więc ona, jako taka, jeszcze ani zintegrowana, ani uruchomiona. Tymczasem przedstawiciele polskiego Ministerstwa dwukrotnie twierdzili, że prototyp tego radaru jest już gotowy.

„Już w tej chwili powstał prototyp nowego radaru z nowymi antenami, budowane na azotku galu, nie na arsenku galu, nowoczesny radar. Jest w tej chwili w prototypie.” [spotkanie z dziennikarzami w dniu 21 kwietnia br. w obecności Sekretarza Stanu w MON, Czesława Mroczka].

Przekazując powyższe informacje resort obrony zamierzał wytrącić poważny argument przeciwnikom Patriota, wskazującym, że MON zdecydował się na potencjalne, przyszłe modyfikacje zestawu Patriot bazując na podstawie deklaracji koncernu Raytheon. Jak się okazuje, wątpliwości wobec Patriota okazały się uzasadnione, a Inspektorat Uzbrojenia z niewiadomych przyczyn przekazał komunikat, który trudno uznać za precyzyjny.

Czy radar systemu Patriot jest gotowy?

Z ostatniego komunikatu koncernu Raytheon wynika, że jego inżynierowie budują obecnie przednią, główną antenę radaru AESA (Active Electronically Scanned Array – aktywną z elektronicznym kształtowaniem i sterowaniem wiązką) opartą na azotku galu (GaN) i są na dobrej drodze do uruchomienia systemu na początku 2016 r.:

„(…) wcześniej w tym roku Raytheon zbudował tylną matrycę AESA bazującą na GaN [azotku galu], zintegrował ją z bieżącym radarem Patriota z wykorzystaniem istniejącego, niedawno zmodernizowanego oprogramowania i sprzętu oraz podejmował wszelkie działania by osiągnąć 360-stopniowe pole obserwacji”.

Oznacza to, że nawet w „modelu” nie są gotowe ani antena główna, ani anteny tylne - nie mówiąc już o całej stacji radiolokacyjnej. Zgodnie z przekazanymi przez koncern Raytheon informacjami, nowy radar systemu Patriot ma mieć jedną antenę główną oraz dwie, mniejsze, anteny tylne. Anteny, pomimo że będą nieruchome, to dzięki odpowiedniemu rozstawieniu i elektronicznemu sterowaniu wiązką, mają pozwolić radarowi na prowadzenie obserwacji dookólnej.

„Jeśli chodzi o radar 360°, to już istnieje prototyp” [posiedzenie Sejmowej Komisji Obrony w dniu 22 kwietnia w obecności Sekretarza Stanu w MON Czesława Mroczka, generała Stanisława Kozieja szefa Biura Bezpieczeństwa Narodowego, ministra Roberta Kupieckiego podsekretarza stanu w MON, generała Anatola Wojtana pierwszego zastępcy szefa Sztabu Generalnego Wojska Polskiego, generała Mirosława Różalskiego radcy, koordynatora sekretarza stanu].

Z informacji prasowej z 1 czerwca br. wiadomo o stanie zaawansowania prac nad nowym radarem dla Patriota. W przypadku anten tylnych koncern Raytheon zbudował jedną matrycę AESA, bazującą na azotku galu, i zintegrował ją z obecnie wykorzystywaną anteną główną (to tzw. antena pasywna, a więc nie ta, która ma być zastosowana w nowym radarze).

Koncern Raytheon używając pojęcia „matryca AESA” wyraźnie wskazuje, że nie chodzi tu o gotową antenę boczną (rozkładaną i składaną, wyposażoną we wszystkie systemy, w tym w system IFF) ale po prostu o modelową strukturę antenową, wypełnioną modułami nadawczo-odbiorczymi T/R (Transmit – Receive units) bazującymi na azotku galu. Co więcej, nadal brakuje drugiej anteny. Oznacza to, że do dziś nie jest wiadomo, w jaki sposób rzeczywiście będzie się odbywać przeszukiwanie dookólne przestrzeni (jaka będzie charakterystyka pokrycia radaru w kącie 360 stopni). Budowa takiego urządzenia jest dla koncernu Raytheon wyzwaniem – dotychczas nie produkował on bowiem sprzętu tego rodzaju z kilkoma antenami stałymi opartymi na T/R na azotku galu.

Z komunikatu wynika również, że testy z matrycą AESA są prowadzone w oparciu o pasywną antenę główną starego radaru. Oznacza to, że docelowa antena główna również nie jest gotowa. Zgodnie z informacją koncernu Raytheon zakończono - jak na razie - tylko budowę jej struktury oraz prace projektowe nad podsystemami zasilania i chłodzenia (nie są więc one jeszcze ani wykonane, ani - tym bardziej - sprawdzone). Ze względu na deklarowaną niezgodność charakterystyk wykorzystywanej anteny pasywnej i dopiero budowanej anteny aktywnej, testy te oraz oprogramowanie sterujące będą musiały zostać wykonane od nowa.

Dopiero „w nadchodzących miesiącach” planuje się integrację podsystemów oraz wypełnianie struktury anteny głównej modułami nadawczo-odbiorczymi T/R bazującymi na azotku galu. Oczywiście, koncern Raytheon może przy tym nie napotkać żadnych problemów. Nie można jednak ani twierdzić, jak czyni to MON, że etap ten zrealizowano już co najmniej miesiąc temu, ani informować, jak zrobił to Inspektorat Uzbrojenia, że „ryzyko realizacji” nie istnieje.

Jaki radar tak naprawdę kupujemy? 

Koncern Raytheon potwierdził więc ostatecznie to, o czym pisano już wcześniej - prototyp nowego radaru nie jest gotowy. Co więcej, producent potwierdza też, że nie będzie to – w pełni - dookólna stacja radiolokacyjna, która - zgodnie z definicją dookólności – ma mieć identyczne możliwości w pełnym zakresie kątów. Świadczy o tym, chociażby, zastosowanie dwóch typów anten: jednej, większej z przodu i dwóch, czterokrotnie od niej mniejszych, z tyłu. Prawa fizyki są niezmienne, przy zastosowaniu tych samych modułów nadawczo-odbiorczych T/R większa antena ma zawsze większe możliwości (zasięg oraz deformacja obszarów skrajnych sektorów przeszukiwania).

Wychodząc z prostego równania zasięgowego radaru można z łatwością przeanalizować zasięgi nowego trzyścianowego radaru, jaki jest nam proponowany. Obliczenia zasięgowe zostały dokonane przy założeniach: a) rozmiary anteny głównej i jej moc promieniowana są czterokrotnie większe od rozmiarów i mocy promieniowanej anten bocznych (dane Raytheon); b) moce wszystkich modułów są jednakowe (takie założenie jest oczywiste, ponieważ w tego typu radarach przy tak dużej liczbie modułów N-O - rzędu kilku tysięcy na ścianę, stosuje się moduły o tej samej max. mocy, a o mocy tych modułów decyduje zasięg anteny głównej); c) odchylenia elektroniczne wiązki w azymucie i w elewacji dochodzi maksymalnie do 60 stopni. Oszacowania zasięgu wskazują, że nowy radar Patriot w sensie zwalczania wszystkich i przewidywanych obiektów nie jest radarem o takich samych możliwościach, a zasięg maksymalny zależnie od kątów obserwacji w azymucie i elewacji może się zmniejszać od 1,41 do 5,65 razy (przy kątach odchylenia do 60 stopni). Przykład dla odchylenia wiązki w azymucie: Jeżeli antena główna na kierunku prostopadłym do anteny „widzi” obiekty na odległości 100 km, to te same obiekty są widoczne przy odchyleniu jej wiązki o 60 stopni w azymucie tylko na odległości ok. 71 km. Anteny boczne w tym samym czasie „widzą” obiekty o tej samej powierzchni skutecznej odbicia na kierunkach prostopadłych do tych anten na odległości ok. 35 km, a na kątach azymutu odchylonych o 60 stopni od tej prostej na odległości ok. 25 km. Przykład dla odchylenia wiązki jednocześnie w azymucie i w elewacji: Jeśli uwzględnić odchylenie wiązki anteny głównej jednocześnie w azymucie i w elewacji o 60 stopni, to ten sam obiekt ta antena „widzieć” będzie na odległości ok. 50 km, a anteny boczne w takich samych warunkach na odległości ok. 17,6 km.

Zarówno koncern Raytheon, jak i Ministerstwo Obrony Narodowej nie wyjaśnili dotąd, na czym te ograniczenia w strefie tylnej mają polegać. Według specjalistów radiolokacji opisane zjawisko może spowodować ograniczenia w wykrywaniu pewnych specyficznych obiektów – np. rakiet balistycznych. Z całą pewnością negatywnym skutkiem tego rozwiązania będzie za to kilkakrotne zmniejszenie zasięgu i związana z tym silna deformacja na skraju danego sektora (charakterystyka pokrycia typu „koniczynka”).

W szczególności, ograniczenie zasięgu tylnych sektorów do kilkudziesięciu kilometrów stawia pod znakiem zapytania sens użycia rakiet PAC-2 i PAC-3 (identyczne walory obronne można na tych odległościach uzyskać tańszymi pociskami krótkiego zasięgu), a co za tym idzie, powoduje poważne upośledzenie zdolności zestawu do obrony przed celami typu myśliwiec taktyczny. Te ograniczenia muszą być na tyle niebezpieczne, że w prezentacjach amerykańskich pokazujących docelowy skład systemów przeciwlotniczych po 2040 r., jako propozycja stacji radiolokacyjnej wskazywany jest radar z obrotową anteną AESA – w tym taki, jaki zastosowano w systemie MEADS. Nad systemem podobnej klasy pracuje polska firma PIT-Radwar.

Koncern Raytheon poinformował dotychczas, że antena główna: „Mierzy około 2,7 x 4 metry i jest ustawiona w kierunku podstawowego zagrożenia. Nowe, tylne panelowe anteny Patriota, czterokrotnie mniejsze od anteny głównej, zapewniają obserwację w tył i na boki, umożliwiając systemowi zwalczanie zagrożeń ze wszystkich kierunków”.

Nie wiadomo również, jaka będzie cena nowej stacji radiolokacyjnej Patriota, a – co za tym idzie, czy Polskę w ogóle będzie na nią stać. Mowa bowiem o trzech aktywnych antenach ścianowych, czyli praktycznie o trzech radarach. MON nie może więc podać - nawet szacunkowo – ile środków finansowych trzeba będzie zarezerwować, by ją kupić. Co najważniejsze, nie wiadomo jakie będą koszty jej utrzymania i wsparcia logistycznego. Dane te nie są znane, bo – po prostu – tego radaru na razie nie ma.

Koncern Raytheon dotychczas unika oficjalnych deklaracji, dotyczących przekazania Polsce technologii budowy modułów T/R bazujących na azotku galu. Zgoda, którą Raytheon ostatnio uzyskał, dotyczy tylko sprzedaży gotowych komponentów opartych na takich modułach. Może to oznaczać, że w praktyce nie będzie możliwości samodzielnego serwisowania radarów Patriot w kraju, co - biorąc pod uwagę światowy poziom naszego przemysłu radiolokacyjnego – nie powinno w ogóle podlegać dyskusji.

Kolejne elementy nieznane to mobilność i masa całego systemu antenowego. Oczywiście, obie anteny boczne będą czterokrotnie mniejsze od anteny głównej, w ich przypadku chodzi jednak nie tylko o matrycę AESA ale również o antenę IFF, system chłodzenia, strukturę mechaniczną, system podnoszenia i opuszczania – i to wszystko pomnożone razy dwa. Z całą pewnością zdwojenie tych elementów oznacza zwiększenie masy i rozmiarów całego systemu, którego mobilność nawet z anteną starego typu jest bardzo ograniczona.

Czym kierowało się Ministerstwo Obrony Narodowej przy wyborze Patriota?

Sekretarz Stanu w MON Czesław Mroczek poinformował Sejmową Komisję Obrony w dniu 22 kwietnia br., że kierowano się czterema „sprecyzowanymi i przemyślanymi” kryteriami, które doprowadziły nas do tej rekomendacji systemu Patriot. „Pierwsze, to była ocena warunków technicznych. Drugie kryterium, to wielkość polskiego udziału przemysłowego. Trzecie, korzyści płynące z wojskowej współpracy między państwami. Czwarte, inne korzyści polityczne płynące ze współpracy między Polską, a państwem-dostarczycielem systemu”.

Analiza pierwszego kryterium pod względem właściwości jest bardzo utrudniona, ponieważ ocena warunków technicznych w przypadku Patriota w docelowej konfiguracji nie jest - po prostu - możliwa. System, który Polska chce kupić, na razie bowiem nie istnieje. Wojsko Polskie ma przecież otrzymać nowy radar (jeszcze nie jest gotowy), nowe pojazdy (jeszcze nie zostały wybrane), nową strukturę baterii (jeszcze nie jest określona) i – w końcu - nowy system dowodzenia (sieciocentryczny), przy którym nie jest znany nawet jego producent. Nie jest więc prawdą stwierdzenie, że Patriot wybrany przez Polskę jest „…systemem sprawdzonym, użytkowanym w trzynastu państwach świata. To system, który działa” (wiceminister Mroczek, posiedzenie Sejmowej Komisji Obrony 22 kwietnia br.). A przecież to „stwierdzenie” było, przynajmniej oficjalnie, głównym filarem procesu wyboru, a zwłaszcza odrzucenia innych zestawów biorących udział w postępowaniu.

Pułkownik Duda z Inspektoratu Uzbrojenia przekazał w Sejmie informację, że „Jeśli chodzi o zdolności zwalczania rakiet Iskander… Mamy jednak informacje potwierdzone z kilku źródeł, zarówno od naszych potencjalnych partnerów, z którymi rozmawialiśmy o tych zestawach, jak również z innych źródeł międzynarodowych i wywiadowczych, jak również naszych własnych narzędzi symulacyjnych, opracowanych przez Wojskową Akademię Techniczną, że te zestawy takie zdolności posiadają”.

Należy postawić pytanie – jakie zestawy sprawdzano, skoro ten, który chce Polska, jeszcze nie istnieje i nie wiadomo jak działa. Można, oczywiście, opierać się na sprawdzeniu tylko rakiet PAC-3 MSE produkowanych przez Lockheed Martin. Nie można wówczas jednak, jedynie na podstawie tej oceny, wybrać systemu Patriot, ponieważ te same pociski proponowano Polsce również z systemem MEADS (odrzuconym przez MON, wybranym przez Niemcy).

Nie można, przecież, ocenić „zestawów”, jeżeli nie wiadomo w tej chwili nawet tego, jak docelowo będzie wyglądał ich system dowodzenia. Inspektorat Uzbrojenia wyjaśnił: „zgodnie z zapewnieniem i pisemną deklaracją strony amerykańskiej, w dniu dostawy docelowej konfiguracji, tzn. w 2022 r., będzie dla nas dostępny pewien segment systemu BMF, który jest w tej chwili opracowywany na potrzeby armii amerykańskiej. W tym segmencie, w jakim jest on wydzielony dla zestawów rakietowych, czy w ogóle dla obrony powietrznej, będzie dostępny w takiej konfiguracji, w jakiej jest dostępny dla strony amerykańskiej”.

Przy takim założeniu oprogramowanie Raytheona jest w ogóle zbędne, ponieważ przyszły system zarządzania walką IBCS (IAMD Battle Command System) armii amerykańskiej jest opracowywany przez koncern Northrop Grumman.

Jego zasada działania jest bardzo prosta: „Być w stanie zaatakować każdy cel z dowolnego systemu uzbrojenia w oparciu o dane z dowolnego sensora („be able to engage any target with any weapon with data that comes from any sensor)”. Nie muszą to więc być wcale radary systemu Patriot, czego dowodem są przygotowywane właśnie testy systemu IBCS. Okazało się, że z pomocą tego systemu planuje się kierować odpowiednio doposażonymi wyrzutniami rakietowymi systemu Patriot za pomocą danych z również odpowiednio doposażonego obserwacyjnego radaru obrony powietrznej AN/MPQ-64 Sentinel.

Drugim kryterium wyboru Patriota miała być wielkość polskiego udziału przemysłowego. Negocjacje międzyrządowe dopiero się zaczęły i nie wiadomo jest jeszcze, co można będzie uzyskać.

Trzecim kryterium miały być korzyści płynące z wojskowej współpracy między państwami. Oczywiście bardzo chwytliwe są deklaracje, że wraz z wyborem Raytheona mamy zapewnioną obecność w Polsce baterii amerykańskich Patriot. Problem jest w tym, że my takiej deklaracji tak naprawdę nie potrzebujemy, ponieważ w razie konieczności zawsze możemy zwrócić się o pomoc do innych państw NATO. Tak zrobiła Turcja, która również wybierając system przeciwlotniczy poprosiła NATO o wsparcie bateriami Patriot i to wsparcie otrzymała. Polska ma prawo również poprosić o taką pomoc w razie potrzeby i MON nie powinien nas straszyć, że będzie to tylko możliwe, gdy wybierzemy konkretny system. Turcy pokazali nam, ze jest to nieprawda.

W wyborze Patriota można więc było tak naprawdę wziąć pod uwagę tylko czwarte kryterium: „inne korzyści polityczne płynące ze współpracy między Polską, a państwem-dostarczycielem systemu”. Tylko, że o tych korzyściach nie mógł decydować Inspektorat Uzbrojenia.

„Prototyp” czy „model”?

Słownik Języka Polskiego podaje - prototyp to „pierwszy egzemplarz czegoś, wykonany według przygotowanej dokumentacji, na którym dokonuje się prób i badań w celu sprawdzenia poprawności dokumentacji oraz jego funkcjonowania przed uruchomieniem produkcji seryjnej”.

Ten „pierwszy egzemplarz” musi być na tyle gotowy, by w przypadku uzbrojenia i sprzętu wojskowego można było na nim przeprowadzić badania i sprawdzić zgodność jego charakterystyk z wymaganiami ujętymi w Założeniach Taktyczno–Technicznych.

Autor tekstu zadał Ministerstwu Obrony Narodowej pytanie o przyczyny przekazania dziennikarzom i posłom z Sejmowej Komisji Obrony informacji na temat radaru systemu Patriot w opisany wyżej sposób. W odpowiedzi Ministerstwo Obrony Narodowej stwierdziło: „Użyte sformułowania odnoszące się do prototypu były w pełni uprawnione i odnosiły się do 6 poziomu gotowości technologii (TRL 6) w kontekście badań przemysłowych” [zgodnie z przepisami amerykańskimi].

Zgodnie z definicjami Poziomu Gotowości Technologicznej - 6 poziom gotowości technologicznej (TRL 6) oznacza, że dokonano demonstracji prototypu lub modelu systemu albo podsystemu technologii w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Oznacza to, że przebadano reprezentatywny model lub prototyp systemu, który jest znacznie bardziej zaawansowany od badanego na poziomie V, w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Do badań na tym poziomie zalicza się badania prototypu w warunkach laboratoryjnych odwzorowujących z dużą wiernością warunki rzeczywiste lub w symulowanych warunkach operacyjnych. System/subsystem model or prototype demonstration in a relevant environment. Representative model or prototype system, which is well beyond that of TRL 5, is tested in a relevant environment. Represents a major step up in a technology’s demonstrated readiness. Examples include testing a prototype in a high-fidelity laboratory environment or in a simulated operational environment.

MON wyjaśnił dodatkowo: „W kwietniu br. przedstawiciele resortu obrony narodowej mieli unikalną możliwość zapoznania się ze stopniem zaawansowania budowy nowego radaru w oparciu o ww. technologie w zakładach Raytheon”. Tam właśnie miano uzyskać informacje o postępie prac nad radarem Patriot POL. Problem w tym, że interpretacja resortu, korzystna dla wybranego systemu, nie była zbyt precyzyjna.

Po pierwsze. W definicji TRL 6 mówi się albo o modelu, albo o prototypie systemu i MON wybrał wyrażenie „bardziej zaawansowane”, a więc prototyp. Po drugie. Amerykanie informowali, prawdopodobnie, o poziomie TRL 6 ale tylko w odniesieniu do jednej, mniejszej anteny, która zgodnie z ich komunikatem ma postać tylko matrycy AESA, a więc niepełnego modelu (bez np. systemu chłodzenia, systemu podnoszenia i systemu IFF).

To, co udało się już zrobić koncernowi Raytheon, nie jest więc w żadnym przypadku prototypem całego radaru. Dlaczego więc przedstawiciele resortu obrony postanowili przekazać informację nieco odmienną? Nie można tu mieć pretensji do Amerykanów, ponieważ to oni w połowie kwietnia 2015 r. zaprosili do siebie delegację z MON, by pokazać jej zakres wykonanych prac. 

Odpowiedź na pytanie, dlaczego MON określił model jednej anteny jako prototyp całej stacji radiolokacyjnej, jest trudna. Z przytoczonych powyżej informacji wynika, że prototyp głęboko zmodernizowanego radaru Patriot, stanowiącego kluczowy element systemu, nadal nie istnieje. W odniesieniu do kwietniowej decyzji podjętej w sprawie Patriotów pojawił się więc kolejny znak zapytania. Pamiętać też trzeba, że podstawą do podjęcia decyzji MON miało być, między innymi, ograniczenie ryzyka związanego z prowadzeniem prac rozwojowych. Dlaczego więc w Niemczech, państwie ramowym NATO i wieloletnim użytkowniku Patriotów, podjęto decyzję o wyborze systemu MEADS, odrzuconego przez Polskę m.in. z uwagi na kryterium „operacyjności”, które - w założeniu – miało ograniczyć ryzyko problemów z dotrzymaniem terminów dostaw?