Projekti ispred vremena (XI. dio): Radarski sustav Hughes SCANFAR

Prvi pokušaj američke ratne mornarice da na svoje ratne brodove ugradi fazni radar s četirima nepokretnim pločastim antenama realiziran je tek na jednom nosaču i jednoj krstarici

USS ”Long Beach“ s velikom kockastom nadogradnjom koja bi, po veličini, više odgovarala nosaču zrakoplova nego krstarici (Foto: US Naval History and Heritage Comand)

 

Prvi američki pokušaj razvoja mornaričkog faznog radara s nepokretnim antenama započeo je još 1958. godine unutar programa razvoja raketnog sustava za protuzračnu obranu Typhoon. Taj je PZO trebao zamijeniti tadašnje brodske raketne sustave Terrier, Tartar i Talos, te pružiti mogućnost istodobnog djelovanja protiv velikog broja ciljeva. A za to je trebao radar koji će neprekidno motriti svih 3600 oko broda. Stoga je osnovu cijelog sustava činio radarski sustav SPG-59 s fiksnim antenama s faznim pretraživanjem. One su trebale omogućiti rano otkrivanje te neprestano praćenje i najbržih prijetnji kao što su supersonični protubrodski projektili. U kombinaciji s vrlo naprednim PZO vođenim projektilom, domet djelovanja sustava Typhoon trebao je biti 110 nautičkih milja (203 km). Princip rada radara bio je PESA (Passive Electronically Scanned Array) što znači da je rabio module u kojima su predajnik i prijamnik bili smješteni jedan pokraj drugog. Prva su testiranja pokazala da razvoj sustava neće biti nimalo lak. Prvi je problem bio vrlo velika potrošnja električne energije. Inženjeri su izračunali da se Typhoon ne bi mogao ugraditi na brod s klasičnim pogonom jer bi samo nuklearni reaktor mogao osigurati snagu za dovoljnu proizvodnju električne energije. Drugi problem bio je složenost sustava zbog čega je stalno dolazilo do kvarova. Treći i najveći problem bili su troškovi koji su na kraju presudili da se od programa Typhoon odustane u prosincu 1963.

Namjenski projektirani brodovi

No, s otkazom se pojavio velik problem: ratna mornarica još je 1956. naručila prvu krstaricu s nuklearnim pogonom USS ”Long Beach“ namjenski projektiranu za uporabu sustava Typhoon. Kako bi se osiguralo mjesta za smještaj četiriju velikih pločastih antena, na sredini broda postavljena je velika kockasta nadogradnja koja je više pripadala na nosač zrakoplova nego na krstaricu. Godinu dana poslije naručen je i prvi nosač s nuklearnim pogonom USS ”Enterprise“ koji je također trebao imati sustav Typhoon. Stoga je odlučeno da će se na USS ”Long Beach“ ugraditi kombinacija s PZO raketnim sustavima RIM-2 Terrier i RIM-8 Talos uz radarski sustav SCANFAR koji će proizvoditi tvrtka Hughes Aircraft Company.

Osnovni elementi radarskog sustava SCANFAR bili su motrilački radar AN/SPS-32 i radar za praćenje ciljeva AN/SPS-33. Oba su radara nastala kao znatno pojednostavljena izvedenica Typhoonova radara SPG-59 koji je obje te funkcije trebao obavljati jednom antenom. AN/SPS-32 rabio je četiri vodoravno položene antene koje su osiguravale veliku zonu motrenja. Dimenzije antena bile su 12,2 metra po dužini i 6,09 metara po visini. Ukupna masa tog radara bila je 48 tona. S druge strane, radar AN/SPS-33 rabio je četiri okomito postavljene antene dimenzija 7,62 x 6,09 m. Iako je izvorna namjena radara AN/SPS-33 bila praćenje ciljeva i navođenje PZO vođenih projektila, USS ”Long Beach“ je za PZO raketne sustave Terrier i Talos dobio i njihove radarske osvjetljivače (iluminatore) ciljeva. Tako su za sustav Terrier ugrađena dva AN/SPG-49 iluminatora te za Talos četiri AN/SPG-55.

Na nosač USS ”Enterprise“ ugrađeni su radari AN/SPS-32 i AN/SPS-33 i trebali su služiti ponajprije za nadzor zračnog prostora i navođenje zrakoplova na ciljeve. Za obradu podataka s radara ugrađen je sustav Naval Tactical Data Systems (NTDS).

 

Kad su ispravni…

Zapovjedni most nosača USS ”Enterprise“ s antenama radara AN/SPS-32 i AN/SPS-33. (Foto: US Naval History and Heritage Comand)

U teoriji je kombinacija SCANFAR-a i NTDS-a bila, za početak šezdesetih godina XX. stoljeća nevjerojatna. Oba su radara radila u ”S“ frekventnom rasponu. AN/SPS-32  je davao 2D a AN/SPS-33 3D radarsku sliku (udaljenost, visinu, brzinu). Kad su bili ispravni, mogli su otkrivati ciljeve na do tada nedostižnim udaljenostima. AN/SPS-32 mogao je otkriti cilj radarskog odraza 1 m2 na udaljenosti od 165 nautičkih milja (305 km) s vjerojatnošću otkrivanja od 50 %. Cilj radarskog odraza od 0,5 m2 mogao je otkriti na udaljenosti od 37 nautičkih milja (68,5 km) s vjerojatnošću otkrivanja od 90 %. Istodobno je mogao pratiti do 400 ciljeva. Radar AN/SPS-33 mogao je cilj veličine radarskog odraza od 1 m2 otkriti na udaljenosti od 60 nautičkih milja (111 km) s vjerojatnošću otkrivanja od 50 %. Cilj radarskog odraza veličine 0,5 m2 mogao je otkriti na udaljenosti od 18 nautičkih milja (33,3 km) s vjerojatnošću otkrivanja od 90 %. Istodobno je mogao pratiti do 120 ciljeva, a operater je imao mogućnost autonomnog odabira cilja i njegova ručnog praćenja. Naravno, to su mogli ostvarivati jedino pod uvjetom da su bili ispravni.

Operativna je uporaba vrlo brzo pokazala da su sustavi SCANFAR i NTDS vrlo nepouzdani. To je bio posebno velik problem na nosaču USS ”Enterprise“ kod kojeg bi kvar na radaru AN/SPS-32 doveo do prekida praćenja leta zrakoplova i onemogućavao njihovo navođenje iz operativnog centra.

Vruće elektronske cijevi

U pokušaju da se problem riješi, američki su stručnjaci odlučili da se na zapovjedni otok nosača doda jarbol na čijem je vrhu postavljena antena radara AN/SPN-6. Naime, najveći nedostatak SCANFAR-a i NTDS-a bio je u tome što su rabili elektronske cijevi kao osnovni element, iako je tranzistor otkriven još 1947. godine. Posljedica uporabe takvih cijevi bila je velika potrošnja električne energije i jako zagrijavanje jer se tijekom rada potrebni elektroni dobivaju žarenjem katode. U svim trima sustavima bilo je ugrađeno više od deset tisuća elektronskih cijevi. Operativna uporaba pokazala je da je bilo dovoljno da samo jedna zakaže pa da NTDS ili radari prestanu raditi. Zbog toga je osoblje za održavanje veliku većinu vremena provodilo mijenjajući elektronske cijevi.

Veliko poboljšanje u pouzdanosti ostvareno je 1967. kad su elektronske cijevi zamijenjene tranzistorima. Osim što je došlo do znatnog povećanja pouzdanosti i smanjenja potrošnje električne energije, zamjena je dovela i do smanjenja mase sustava za 20 tona. Usprkos tome američka ratna mornarica odlučila je da je SCANFAR radarski sustav koji je ”previše ispred vremena“ i više nije planirala njegovu ugradnju na druge brodove. SCANFAR je s nosača USS ”Enterprise“ uklonjen tijekom velikog remonta i modernizacije od siječnja 1979. do veljače 1982. Radari AN/SPS-32 i AN/SPS-33 zamijenjeni su radarima AN/SPS-48 i AN/SPS-49. U proračunskoj godini 1978. osigurana su sredstva da se na krstarici USS ”Long Beach“ SCANFAR zamijeni novim radarskim sustavom AEGIS, no od toga se odustalo. Zbog toga su tijekom generalnog remonta i modernizacije radari AN/SPS-32 i AN/SPS-33 zamijenjeni radarima AN/SPS-48 i AN/SPS-49.

USS ”Ticonderoga“- prvi američki ratni brod s danas itekako aktualnim borbenim sustavom AEGIS osmišljenim na osnovi SCANFAR-a i NTDS-a (Foto: US Naval History and Heritage Comand)

 

Sretan epilog

S obzirom na to da je ugrađen na samo dva broda, radarski sustav SCANFAR danas se smatra jednim od skupljih promašaja američke ratne mornarice, posebno kad se tome pridodaju i troškovi sustava Typhoon s radarom SPG-59. Međutim, na osnovama sustava SCANFAR i NTDS već 1969. tvrtka RCA Electronics započela je razvoj borbenog sustava AEGIS i radara SPY-1. AEGIS je danas osnovni borbeni sustav ne samo na američkim krstaricama i razaračima, nego i na mnogim drugim ratnim brodovima jer je tvrtka Lockheed Martin razvila izvedenice radara APY-1 namijenjene i ugradnji na manje brodove poput korveta. Puno je manje poznato da je sovjetska ratna mornarica pokušala kopirati sustav Typhoon i radar SPG-59. Sovjetski sustav zove se Mars-Passat (Sky Watch) i sastoji se od četiriju fiksnih antena. Prvi se put pojavio na sovjetskom nosaču ”Admiral Gorškov“ porinutom još 1982., te je potom ugrađen na nosač ”Kuznjecov“. Zapadni izvori vole naglašavati da je radar krajnje nepouzdan, a po odlikama ga uspoređuju s radarom SPG-59. Znakovito je kako Mars-Passat nije ugrađen niti na jedan drugi sovjetski ili ruski brod. Znakovito je i što je Indija pri kupnji nosača ”Admiral Gorškov“ zatražila uklanjanje sustava Mars-Passat i ugradnju drugih radara.

Danas je tehnologija PESA radara tehnološki prevladana te su ih zamijenili radari s AESA (Active Electronically Scanned Array) tehnologijom. Za potrebe ugradnje u razarače klase Arleigh Burke tvrtka Raytheon razvila je AESA radar AN/SPY-6 kao zamjenu za PESA radar AN/SPY-1. Velik broj američkih, europskih i izraelskih proizvođača također nudi AESA radare namijenjene ugradnji na ratne brodove. Kako bi se omogućila ugradnja AESA radara i na manje ratne brodove, razvijeni su i modeli sa samo jednom rotirajućom antenom.

Mario GALIĆ

 

Projekti ispred vremena (X. dio): Prizemljeni Komanči