Polskie flary dla śmigłowców i F-16

Ochrona przed bardzo niebezpiecznymi zarówno dla samolotów jak i śmigłowców pociskami naprowadzanymi termicznie, a więc przede wszystkim na ciepło silników, to problem wbrew pozorom bardzo złożony. Sposób przeciwdziałania jest pozornie prosty - flary, czyli ładunki termiczne których celem jest zmylenie sensorów rakiety i odciągnięcie pocisku od pierwotnego celu. Do tego muszą być jednak spełnione pewne warunki. Temperatura i czas spalania muszą być wystarczająco duże, aby być bardziej kuszącym celem niż maszyna. Dodatkowo w czasie działania flary, który trwa zaledwie 3-5 sekund, silniki samolotu czy śmigłowca muszą, mówiąc nieco w przenośni, „zniknąć z pola widzenia" głowicy, aby ponownie nie naprowadziła się na niego, gdy zniknie silniejsze źródło ciepła.

Dlatego działanie flar należy podzielić na dwa zadania - jednym jest oślepienie i zmylenie głowicy naprowadzanej na podczerwień a drugim odciągnięcie jej od pierwotnego celu i umożliwienie mu ucieczki. Niezbędne jest nie tylko odpalenie flar, ale stosowna do odległości, kierunku i kąta nadchodzącego zagrożenia sekwencja odpalania ładunków oraz odpowiednich manewrów.

Wymaga to zarówno w momencie projektowania jak i testowania szerokiej wiedzy w zakresie działania zarówno systemów obrony biernej statków powietrznych jak też pocisków kierowanych. Tego typu wiedzą i technologami dysponuje niewielka grupa firm i instytucji, do których należy obecnie ITWL oraz polskie spółki, które wspólnie z instytutem prowadziły i nadal prowadzą prace nad całym systemem ochrony biernej.  Prace nad omawianym projektem były finansowane ze środków budżetowych przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

Flary - jak się bronić skutecznie

Ze względu na złożoność i specyfikę tej kwestii, należy zauważyć, że prace, które prowadziło i nadal prowadzi konsorcjum kierowane przez ITWL z udziałem Boryszew S.A oddział Nylonbor oraz Instytutu Przemysły Organicznego to nie tylko opracowanie flar, wyrzutni i automatycznego systemu sterowania, ale również ocena skuteczności działania. W tym celu zbudowano stanowisko testowe wyposażone w ruchomą platformę wyposażoną w kamery, autotracker oraz głowice rosyjskich bojowych pocisków lotniczych naprowadzanych termicznie typu R-60 i R-73 wraz z aparaturą, która umożliwia na śledzenie nie tylko celu i flar ale również tego co dokładnie i w którym momencie śledzą głowice. Pozwoliło to nie tylko ocenić skuteczności flar i całego systemu ochrony, ale również opracować właściwe manewry ucieczkowe, pozwalające uniknąć trafienia. Jest to o tyle istotne, że rosyjskie pociski mają dość szerokie „pole widzenia" głowicy termicznej.

W toku prac konsorcjum powstały nie tylko nowoczesne flary (naboje termiczne) pięciokrotnie silniejsze od rosyjskich odpowiedników, zgodne ze standardem NATO w wersji jednocalowej (kwadratowy przekrój 1" x 1") stosowane na śmigłowcach oraz samolotach transportowych, takich jak C-130 i C295M. Opracowano również flary dwucalowe (1" x 2") stosowane w samolotach F-16. W obu przypadkach są to naboje termiczne oparte na polskiej technologii, powstałej w toku prac mających zapewnić im maksymalną wydajność spalania.

Co istotne, w odróżnieniu od polskich flar NT-26, zamiennych z rosyjskimi PPI-26, nowe flary TNZ-811 nie tylko mają dwukrotnie większą masę, ale również spalają się całą powierzchnią, co oznacza czterdziestokrotnie większą powierzchnie emitującą ciepło. Przekłada się to na znacznie większa emisję i zapewnia wyższą skuteczność. Mieszanka ładunku termicznego została opracowana i przetestowana w ramach konsorcjum, tak aby zapewnić optymalne parametry przy zachowaniu zgodności z normami. Pod względem technologii a nawet budowy jest to całkowicie odmienna konstrukcja.

Na kompletny ładunek TNZ-811 składa się oddzielny nabój miotający oraz właściwy ładunek termiczny znajdujący się w osłonie o przekroju kwadratu o boku jednego cala i długości ponad 20 cm. Dzięki zastosowaniu elementu dystansującego wraz z układem zabezpieczającym nie jest możliwy zapłon ładunku głównego zanim opuści on wyrzutnię. Jest to istotne dla bezpieczeństwa użycia ładunku pirotechnicznego o wysokiej temperaturze spalania. Flara jest więc nie tylko skuteczna, ale również bezpieczna w składowaniu, transporcie i eksploatacji. 

Wyrzutnia flar, czyli jak pogodzić dwa standardy

Kolejny ważny element projektu to system pozwalający na wykorzystanie dotychczasowej belki ASO 2W, stosowanej na śmigłowcach Mi-8/17, Mi-24 oraz W-3 Sokół/Głuszec, do odpalania flar TNZ-811 a w zasadzie dowolnych ładunków ustandaryzowanych zgodnie z normami NATO i to bez wprowadzania zmian konstrukcyjnych w budowie śmigłowca.

Kasety K-811H posiadają system inicjacji zgodny z normami NATO, ale mogą zostać zamocowane za pomocą specjalnej szyny adaptera, która przekazuje sygnał z belki standardu „rosyjskiego" ASO 2W pomimo całkowicie innego układu „luf" i sposobu inicjacji. W kasecie K-811H ładunku o przekroju kwadratowym ułożone są w równoległych szeregach, natomiast w ASO 2W odpalane są flary w kształcie walca a wyrzutnia zaopatrzona jest w dwa szeregi komór przesuniętych względem siebie o połowę średnicy i częściowo nachodzące na siebie. Adapter rozwiązuje ten problem a przy tym nie wymaga zmian nawet w przypadku, gdy, tak jak jest to m. in. na polskich śmigłowcach Mi-17, bloki wyrzutni osłonięte są wspólną owiewką. Aby było to możliwe w toku prac dokonano przeprojektowania szyny adaptera i kaset wyrzutni, aby zapewnić pełną kompatybilność i bezkolizyjną obsługę.

Dzięki temu rozwiązaniu i dbałości o kwestie eksploatacyjne i ergonomię kasety K-811H są interesującym rozwiązaniem nie tylko dla polskich sił zbrojnych, ale również wielu obiorców zagranicznych, którzy posiadają na wyposażeniu maszyny Mi-24 lub Mi-8/17. Cały system jest gotowy do produkcji, a w próbach wykorzystano ładunki wytwarzane metodami przemysłowymi.

Kompleksowe rozwiązanie, czyli system

Wraz z wyrzutnią i flarami opracowano również system ochrony biernej płatowców (śmigłowców) w którym wyrzutnia współpracuje z sensorem ultrafioletu sygnalizującym odpalenie pocisku rakietowego. System ochrony może reagować automatycznie lub być uruchamiany manualnie. Flary odpalane są zgodnie z jedną z ustawionych wcześniej sekwencji. Obsługa systemu odbywa się z wykorzystaniem panelu obsługi, sygnalizującego sektor z którego pojawia się zagrożenie oraz pozwala na odpalenie flar zgodnie z jedną z ustawionych wcześniej sekwencji lub w oparciu o ręczne ustawienia.

W ramach prac realizowanych przez konsorcjum opracowano również podwieszany zasobnik, w którym znajduje się cały system wraz z wyrzutniami flar. W toku prac przeprowadzono również testy poligonowe z wykorzystaniem śmigłowca W-3 Sokół wyposażonego zarówno w zasobnik jak też wyrzutnie K-811H z wykorzystaniem adaptera na belce ASO 2W, potwierdzając poprawne działanie obu konfiguracji.

Do testów wykorzystano stanowisko badawcze, które wyposażone jest w głowice bojowych rakiet R-60 i R-73, co pozwoliło prześledzić i zbadać skuteczność w maksymalnie realistycznych warunkach. Badania były o tyle złożone, że sensor podczerwieni głowicy pocisku R-73 jest chłodzony ciekłym azotem (podobnie jak w nowszych wersjach R-60). Skroplony gaz podnosi czułość sensora, ale powoduje bardzo szybkie zużycie elementów systemu naprowadzania, co wymagało wymiany głowicy po 3-4 użyciach.

Łącznie wykonano ponad 100 „nalotów" podczas których śmigłowiec poruszał się z rożną prędkością, wysokością i kątem podejścia do stanowiska badawczego. Zmienne były warunki pogodowe. Sprawdzano również skuteczność różnego typu manewrów mających zwiększyć szansę wyjścia płatowca pod osłoną flar poza „pole widzenia" głowicy pocisku i uniknięcie trafienia. Tego typu testy pozwoliły na wypracowanie odpowiednich procedur, potwierdzenie poprawnego działania całego systemu oraz odpalenie kilkuset flar co zweryfikowało nie tylko poprawność, ale również powtarzalność uzyskiwanych efektów, co potwierdza wysoki poziom zastosowanych technologii produkcyjnych.

W oparciu o efekty prac nad flarami TNZ-811 opracowano również flary o przekroju 2" x 1" stosowane w samolotach wielozadaniowych F-16C/D Jastrząb. Ze względu na znacznie wyższą sygnaturę termiczną odrzutowego tego typu maszyny flary muszą również mieć większą moc, aby „przykryć" swoją emisją silniki i w ten sposób zmylić pocisk rakietowy.

Zarówno efekty prac nad flarami TZN-811 i wyrzutnią K-811H wraz z adapterem do belki ASO 2W, jak też szerszy zakres prac i ich efektów wskazują, że udało się nie tylko uzyskać rozwiązanie spełniające specyfikację. Konsorcjum, w którym wiodącym podmiotem jest ITWL opracowało również technologię wytwarzania ładunków termicznych pozwalającą na implementację w szerszym zakresie i opracowanie całej rodziny krajowych ładunków termicznych stosowanych w systemach obrony pasywnej statków powietrznych. Produkty tego typu mogą wzbudzić zainteresowanie nie tylko polskich sił zbrojnych, ale również odbiorców zagranicznych. Potencjalnie wyrzutnie K-811H można zastosować nie tylko na śmigłowcach, ale również na samolotach odrzutowych Su-22. Również system wyrzutni wraz z adapterem i systemem sterującym stanowi interesującą propozycję dla wielu użytkowników rosyjskich lub posowieckich śmigłowców oraz samolotów.

Artykuł przygotowany we współpracy z ITWL