Kompleks pasywnego rozpoznania radiotechnicznego

Kolczuga

Tomasz Szulc

Znacznie wcześniej zanim wywiad dostarczył informacji o prowadzonych w Stanach Zjednoczonych pracach nad samolotami o obniżonej wykrywalności radiolokacyjnej, w ZSRR pracowano nad sposobami wykrywania samolotów przeciwnika bez pomocy stacji radiolokacyjnych. Korzenie nieradiolokacyjnych metod wykrywania samolotów tkwią głęboko w przeszłości. Już wkrótce po szerszym rozpowszechnieniu się lotnictwa w wielu krajów skonstruowano akustyczne namierniki, mające ze znacznej odległości wykrywać hałas silników lotniczych. Z kolei u schyłku lat 30. ubiegłego wieku, a więc w momencie pojawienia się w armiach świata pierwszych stacji radiolokacyjnych, pojawiły się urządzenia przeznaczone do ich lokalizacji na podstawie emitowanych przez nie fal elektromagnetycznych.

W latach 40. xx wieku radary wydawały się idealnym środkiem wykrywania celów powietrznych, ale nadal niemałe środki przeznaczano na poszukiwanie innych metod wykrywania samolotów przeciwnika. Szczególnie zauważalne było to w ZSRR, gdzie tuż po wojnie uzmysłowiono sobie fakt słabości własnego lotnictwa obrony powietrznej i konieczności wspierania go silną obroną przeciwlotniczą wojsk i terytorium kraju. Dlatego też doskonalono np. zdobyte na Niemcach termopelengatory, rozwijano również systemy radiopelengacji - czyli namierzania radiostacji, pracujących na pokładach wrogich samolotów. W tej ostatniej metodzie korzystano z metody triangulacji, czyli precyzyjnego porównywania kierunku namierzania sygnałów przez dwa (lub więcej) pelengatory. Jeśli położenie odbiorników było wystarczająco precyzyjnie określone, to ze sporą dokładnością można było określić, w jakim punkcie przecinają się wektory kierunku na nadajnik. Udawało się w ten sposób skutecznie namierzać naziemne źródła promieniowania elektromagnetycznego, ale podobnej efektywności wobec samolotów nie osiągano, choćby z racji ich szybkiego przemieszczania się, zmiany wysokości oraz nieregularnego charakteru emisji radiowej, którym nie były w stanie sprostać ówczesne, bardzo jeszcze prymitywne urządzenia rejestrująco-analizujące.

Nowe możliwości stworzyło upowszechnienie się na pokładach samolotów stacji radiolokacyjnych, stosowanych do nawigacji i celowania. Emisję promieniowania mikrofalowego potrafiono rejestrować już w latach 40., kiedy pojawiły się pierwsze samolotowe i okrętowe stacje ostrzegawcze. Wystarczyło połączyć ideę triangulacji i odpowiednio udoskonalone detektory promieniowania mikrofalowego, żeby uzyskać urządzenie, zdolne do określania położenia pracującego radiolokatora w przestrzeni.

Jak dotąd nie opublikowano informacji na temat pierwszych tego typu urządzeń opracowanych w ZSRR, znacznie więcej natomiast wiadomo o takiej aparaturze, skonstruowanej i produkowanej w Czechosłowacji. Pasywny sposób lokalizacji źródeł promieniowania elektromagnetycznego opatentował tam pod koniec lat 50. inż. Vlastimil Pech, a jej istotą było wykorzystanie metody chronometryczno-hiperbolicznej oceny różnic w czasie docierania do trzech odbiorników sygnału z nadajnika (różnice czasowe w docieraniu do każdego z odbiorników impulsu, pochodzącego z lokalizowanego nadajnika definiują jednoznacznie krzywe hiperboliczne, na przecięciu których znajduje się źródło emisji). Była to w pewnym sensie odwrotność działania systemów radionawigacyjnych (np. LORAN), gdzie odbiornik znajduje się na pokładzie samolotu i przetwarza sygnały z kilku naziemnych nadajników. Problem stanowiło odpowiednio szybkie przetwarzanie uzyskanych danych. Gdy jednak skonstruowano aparaturę obliczeniową, której bloki zawierały po kilkaset lamp elektronowych, można było stworzyć pierwsze polowe urządzenie do lokalizacji radiolokatorów. Otrzymało ono nazwęPRP-1 Kopac (skrót PRP - presny radio1okacni patrac, to po polsku "precyzyjny szperacz radiolokacyjny", a Kopac, to korelacni patrac, czyli "szperacz korelacyjny") i wprowadzono je do służby na początku lat 60. Składało się z trzech samochodów z odbiornikami i pojazdu z aparaturą obliczeniową i obrazującą sytuację taktyczną. Umożliwiało zmierzenie różnic czasowych w odbiorze sygnału z dokładnością 100 nanosekund! Po Kopacu pojawiła się doskonalsza Ramona, a w latach 80. - zaopatrzona we w miarę nowoczesne komputery - Tamara (i podzespoły elektroniczne produkowało podobno dla niej nieistniejące już wrocławskie ELWRO). Ramona pozwalała na równoczesne śledzenie 20 samolotów, Tamara już 72, a analiza odebranych sygnałów dawała szansę na rozpoznanie typu urządzenia, a więc określenia z większym lub mniejszym prawdopodobieństwem, jaki typ samolotu jest obserwowany. Brak danych o rzeczywistej dokładności i niezawodności czeskich urządzeń tego typu, ale wiadomo, że ok. 50 zestawów dostarczono krajom należącym do Układu Warszawskiego, w tym do Polski.

Można domniemywać, że Kopace i Ramony trafiły także do ZSRR, choćby w celu porównania z własnymi konstrukcjami. A te były nie tylko produkowane, ale i eksportowane, także do Polski, gdzie nosiły kodowe oznaczenie Marek. Były to "machiny" dość duże - każdy odbiornik składał się z samochodu ZiŁ-157 furgon, przyczepy z rozkładaną anteną i elektrogeneratora AD-10T/230 na trzyosiowym KrAZie-214. Oprócz trzech takich zespołów w skład systemu wchodziły środki łączności i stanowisko przetwarzania danych z własnym źródłem zasilania. Według dostępnych informacji w Polsce eksploatowano przynajmniej jedno takie urządzenie, które było poddawane systematycznym modernizacjom. W wariancie Marek-2MP z końca lat 80. było w stanie namierzać stacje radiolokacyjne pracujące w zakresie częstotliwości od 7,5 cm wzwyż, w tym radary systemu plot. Patriot.

W latach 80. miniaturyzacja podzespołów elektronicznych w ZSRR poczyniła postępy i udało się zredukować liczbę pojazdów, tworzących zespół. Antenę zamontowano na dachu furgonu, który holował przyczepę z agregatem Prądotwórczym.

Kolejny etap modernizacji polegał na instalacji dodatkowej pary anten parabolicznych oraz dwóch anten dipolowych, odbierających sygnały o najniższej częstotliwości. Główna antena odbiorcza o bardzo dużych rozmiarach umożliwiła odbiór słabych lub bardzo odległych sygnałów oraz zawężenie przestrzennego zakresu przeszukiwania, co jeszcze zwiększyło zasięg stacji. Oznaczało to w praktyce, że zaistniała możliwość pracy w dwóch trybach: dalekiego zasięgu przy wąskim polu obserwacji i bliskiego zasięgu przy szerokim polu. Stacja ta otrzymała nazwę Kolczuga i podobno przyjęto ją na wyposażenie Armii Radzieckiej w 1989 r. Niedawno ujawniono, że kompleksy tego typu eksportowano jeszcze za czasów ZSRR, ale informacja ta nie została oficjalnie, ani nawet pośrednio potwierdzona.

Gdy w 1991 r. rozpadł się Związek Radziecki, zakłady Topaz, produkujące Kolczugi, zlokalizowane w Doniecku znalazły się na terytorium Ukrainy. Ich produkcję prawie natychmiast wstrzymano z braku zamówień i komponentów, dostarczanych m.in. z Rosji i Mołdawii. We współpracy z Instytutem Kompleksowej Automatyzacji podjęto natomiast prace nad modernizacją Kolczugi, mające zwiększyć jej niezawodność i precyzję działania. Między innymi wymieniono kilkadziesiąt modułów wzmacniaczy na nowe, niskoszumowe typu ELU-0105, 0720, 1540, produkcji firmy ELSIS z Połtawy, dzięki czemu wzrosła czułość i precyzja pomiarów. Zastosowano także elektroniczne komponenty kupowane na rynku komercyjnym (np. monitory Samsunga) i standardowe oprogramowanie (środowisko Windows). Zrezygnowano równocześnie z dotychczasowego nośnika samochodu Urał-4320 na rzecz ukraińskiego KrAZa-260. Pojazd o znacznie większej nośności (9 ton w porównaniu z 6 ton Urała) zastosowano zapewne z konieczności, na Ukrainie nie produkowano po prostu bardziej odpowiednich ciężarówek. Stworzyło to jednak możliwość zainstalowania na samochodzie dodatkowego wyposażenia. Tak udoskonalona aparatura otrzymała nazwę Kolczuga-M i została w 1998 r. zaoferowana na eksport.

Nieco później podobne, tyle że nowocześniejsze urządzenie zaprezentowała Rosja. Jest ono dziełem instytutu Specradio z Biełgorodu, a produkcję podjęły Zakłady Mechaniczne w Ulianowsku. Nosi oznaczenie 85W6-A Orion, ma mniejszy moduł anten odbiorczych (anteny zakresu 2-18 GHz są obrotowe, a dipolowe - zakresu 0,2-2,0 GHz - nieruchome), unoszony na sporą wysokość na podobieństwo rozwiązań czeskich. Trzy Oriony ze stanowiskiem dowodzenia tworzą kompleks Wega, podobny funkcjonalnie do Kolczugi. Czesi nie zasypiają także gruszek w popiele. Najpierw skonstruowali pasywną aparaturę kontroli ruchu powietrznego o zastosowaniu cywilnym i wojskowym - nosi ona nazwę Vera. Najnowszym produktem spadkobiercy pardubickiej Tesli - firmy ERA jest wielofunkcyjny kompleks BORAP - mniejszy, lżejszy i dokładniejszy od wszystkich poprzednich.

Ostatnio największą popularność na świecie zyskała ukraińska Kolczuga (z litery "M" w międzyczasie zrezygnowano). Podobno firma Ukrspeceksport była gotowa sprzedawać ją zainteresowanym krajom Trzeciego Świata za stosunkowo niewielkie pieniądze (ok. 25 mln za kompleks). Odbiorcami miały być: Jordania, Syria, Etiopia i Pakistan, a być może także objęty embargiem Irak. Orientacja eksportu na Bliski Wschód jest niewątpliwa, jedyny raz prezentowano Kolczugę za granicą na targach SOFEX'2000 w Ammanie, stolicy Jordanii. Władze ukraińskie twierdzą, że wyprodukowano dotąd cztery kompleksy, z których 3 znajdują się w Etiopii (sprzedane z pomocą jordańskiego, a może także... izraelskiego pośrednika - firmy LR), a jeden pozostaje na Ukrainie. Niedawno władze Etiopii oficjalnie potwierdziły, że dysponują trzema Kolczugami. Tymczasem rząd USA oświadczył, że w posiadanie Kolczug wszedł Irak, co stanowi ogromne zagrożenie dla amerykańskiego lotnictwa, patrolującego strefy zakazu lotów nad Irakiem i wykonującego loty rozpoznawcze nad całym terytorium tego kraju. Co ciekawe, jeszcze pod koniec 1997 r. media amerykańskie wszczęły wrzawę o zawartej jakoby między Czechami a Irakiem umowie, dotyczącej zakupu pięciu kompleksów Tamara (po 75 mln. USD). Warto przeanalizować, jakie możliwości ma Kolczuga i dlaczego tak niepokoi jedyne dziś supermocarstwo.

Kolczuga jest nazywana przez producenta "pasywną stacją monitorowania środowiska radioelektronicznego". W rzeczywistości jest to kompleks pasywnego wykrywania i analizy impulsowych i ciągłych sygnałów, pochodzących ze źródeł promieniowania mikrofalowego, emitowanego w zakresie 0,1-18 GHz. Umożliwia rozpoznanie praktycznie wszystkich znanych środków radiotechnicznych, pracujących w zakresie metrowym, decymetrowym, centymetrowym i umieszczonych na statkach powietrznych, pojazdach i okrętach. Mogą to być radiolokatory nawigacyjne, wykrywania celów, komponenty systemów kierowania uzbrojeniem, interrogatory IFF, systemy kierowania ruchem powietrznym i zautomatyzowane systemy nawigacyjne. W zakresie analizowanych częstotliwości mieszczą się kanały łączności lotniczej, satelitarnej, radioliniowej oraz transmisji danych (tzw. datalink). Aparatura odbiorcza składa się czterech zespołów antenowych o wąskim i szerokim kącie odbioru. Są to trzy anteny z reflektorami parabolicznymi (w tym dwie bliźniacze, sprzężone fazowo dla wzmocnienia sygnału), dwie dipolowe typu logarytmiczno-periodycznego i jedna pod prostopadłościenną osłoną dielektryczną. Główna antena ma rekordowo duży reflektor paraboliczny, a zespół jej anten odbiorczych może być zapewne synchronicznie przełączany, co może służyć zmianie kąta elewacji odbieranych impulsów. Anteny dipolowe są na zdjęciach Kolczug umieszczone w różnych miejscach i pod różnym kątem do powierzchni ziemi, co dowodzi nieustających prób poprawy ich efektywności. Generalnie jednak dominuje położenie poziome (przy poziomej polaryzacji sygnału zysk anteny może być większy nawet o 20 d B i znacznie łatwiej precyzyjnie lokalizować źródło sygnału). Wszystkie zespoły anten są zamontowane na wspólnej, obrotowej podstawie, dzięki czemu stacja może wykrywać obiekty w zakresie 360° w poziomie (zakresu pionowego nie ujawniono). Anteny są automatycznie składane na dach furgonu, w którym znajduje się komplet aparatury z równoległym odbiornikiem, umożliwiającym błyskawiczne wykrywanie i analizowanie sygnałów w całym zakresie częstotliwości oraz stanowisko operatora. Furgon jest hermetyczny, dysponuje ogrzewaniem, klimatyzacją i aparaturą filtrowentylacyjną. Obsługa stanowiska ma liczyć 7 osób, w tym 3 operatorów, pracujących na zmianę przy jednym stanowisku.

Pojedyncza stacja jest w stanie wykryć źródło promieniowania, określić jego azymut i przeprowadzić analizę sygnału, którego 40 cech charakterystycznych jest porównywanych z biblioteką, zawierającą do 1000 skatalogowanych źródeł. Dzięki temu uzyskuje się co najmniej 90% pewność właściwej identyfikacji emitującego sygnał urządzenia. Aparatura jest nadzwyczaj czuła, umożliwia wykrywanie sygnałów słabszych od poziomu tła nawet o 145 dB/W o dynamicznej rozpiętości do 60 dB. Akustyczno-optyczny, sterowany cyfrowo odbiornik do szczegółowej analizy pozwala na zastosowanie filtracji 0,5-50 MHz. Każda stacja ma swój odbiornik GPS dla precyzyjnego topodowiązania, zebrane informacje może przekazywać drogą przewodową, radiową lub radioliniową. Niektóre źródła podają, że dysponuje także interrogatorem systemu IFF, ale jego użycie niweczyłoby największą zaletę stacji - jej całkowicie pasywne, a więc niemożliwe do wykrycia przez nieprzyjaciela działanie. Producent twierdzi, że stacja jest w pełni autonomiczna, czyli ma wbudowane źródło zasilania o mocy 8 kW. Podczas targów SOFEX podawano natomiast, że wysokoprężny zespół prądotwórczy o mocy 16 kW jest zainstalowany na przyczepie, służącej także do przewozu na większe odległości zdemontowanych anten.

Pełne możliwości kompleksu są osiągane po sprzęgnięciu ze sobą trzech stanowisk antenowych i centralnego stanowiska przetwarzania informacji. Stanowiska antenowe są umieszczane w odległości 60 km od siebie (frontem do prawdopodobnego kierunku pojawienia się nieprzyjaciela) i są w takim układzie w stanie kontrolować pas szerokości 1000 km. Zastosowanie metody triangulacji umożliwia nie tylko detekcję i rozpoznawanie źródeł emisji, ale i ich dość precyzyjną lokalizację - określa współrzędne z dokładnością nie mniejszą niż 1% wskazania. Mimo powtarzających się w opisach Kolczugi informacji o zastosowaniu w niej metody triangulacji, metody chronometryczno-hiperbolicznej oraz kombinowanej (producent nigdy tego nie sprecyzował) nie można wykluczyć, że w rzeczywistości jest stosowana jedynie najprostsza i najmniej dokładna metoda triangulacji. Na rzecz takiej ewentualności może przemawiać wymagane znaczne oddalenie stanowisk odbiorczych od siebie, dwukrotnie większe niż w np. w przypadku urządzeń czeskich i rosyjskich Na elektronicznej mapie terenu kompleks może zobrazować równocześnie do 30 tras celów ruchomych i śledzić je w trybie automatycznym lub ręcznym.

Maksymalny zasięg stacji, wynoszący 600 km może być wykorzystywany głównie do wykrywania celów powietrznych, lecących na znacznych wysokościach. Producent podaje przy tym, że po zastosowaniu jeszcze nowszych wzmacniaczy niskoszumowychELU-4080, 80120 i 120180 maksymalny zasięg wykrywania celów na bardzo dużych wysokościach (np. samolotów rozpoznawczych klasy U-2 czy M-55) wzrośnie do 800 km.

Niezależnie od sugestii producenta, pełny etat kompleksu obejmuje relatywnie dużo pojazdów. Są to trzy stacje z zespołami antenowymi (z przyczepami?), stanowisko przetwarzania danych oraz pojazdy z aparaturą łączności (gdy jest to najsprawniejsza łączność radioliniowa musi to być 6 pojazdów z przyczepami). Dalsze zwiększenie skuteczności działania kompleksu można osiągnąć włączając weń stację rozpoznania radioelektronicznego, pracującą na niższych częstotliwościach. Mogą to być rosyjskie stacje KR-KW (zakres 1,5-30 MHz) i 85W6- W (zakres 30 -1700 MHz) lub ukraińska Liman (225-400 i 9601215 MHz). Co ciekawe, najnowsza wersja stacji 85W6-W ma dodatkowy sufiks 3D i także używa metody triangulacji dla precyzyjnej lokalizacji źródeł emisji. Wszystkie te stacje są produkowane przez te same zakłady, które wytwarzają Kolczugę i Oriona, zajmujące się także produkcją kompleksów walki radioelektronicznej. Ujawniono dotąd cały szereg stacji zakłócania, które mogą działać w oparciu o informacje, dostarczane z radiopelengatorów (np. SPN-2, SPN-3, SPN-4, SPN-30, lŁ234, 241 i in.).

Bezdyskusyjnym atutem Kolczugi jest działanie pasywne, bez ujawniania swej aktywności emisją promieniowania mikrofalowego. Umożliwia to - przynajmniej w teorii - wykrycie i śledzenie celów powietrznych, które zostaną ostrzeżone o wykryciu dopiero po uruchomieniu radiolokacyjnych środków naprowadzania uzbrojenia (jeśli zwalczać je będą zestawy przeciwlotnicze naprowadzane za pomocą układów optronicznych, to cel w ogóle nie będzie miał czasu na podjęcie działań obronnych). Za pomocą kompleksu jest możliwe także wykrywanie samolotów o zmniejszonej sygnaturze radiolokacyjnej. Jest to oczywiste w przypadku użycia przez nie jakichkolwiek urządzeń radiolokacyjnych. Być może da się je także zlokalizować na podstawie emisji aparatury łączności kierunkowej (satelitarnej i łącz danych). Trudne do potwierdzenia i raczej niezbyt realne wydają się sugestie, jakoby dało się dzięki Kolczudze rejestrować tak słabe źródła promieniowania elektromagnetycznego, jak pokładowa aparatura elektryczna samolotów. Nawet jednak bez tego możliwości kompleksu są spore.

Pasywny radionamiernik nie jest jednak cudowną bronią - absolutnie skuteczną i niepokonaną. Tak jak wszystkie urządzenia, zaopatrzone w rozbudowane zespoły anten, jest trudny do ukrycia i podatny na uszkodzenia. W sytuacji, gdy znaczna część samolotów uderzeniowych dysponuje optronicznymi urządzeniami wykrywania celów i precyzyjnym uzbrojeniem powietrze-ziemia, zniszczenie stacji antenowych Kolczugi nie powinno przedstawiać trudności. A wystarczy zniszczenie jednej z trzech, aby kompleks stracił swą precyzję.

Z pewnym uproszczeniem można przyjąć, że zastosowanie Kolczugi zwiększa znacząco wydolność rozbudowanej struktury obrony przeciwlotniczej, bez niej Kolczuga znaczy niewiele. Może być ona bardzo użyteczna do ujawniania pojedynczych samolotów rozpoznawczych, trudno wykrywalnych dla radarów oraz do ostrzegania o zbliżaniu się pierwszej fali samolotów uderzeniowych przeciwnika bez uprzedzenia tych ostatnich, że już zostały wykryte. Na Światowym rynku są jednak dostępne nie tylko Kolczugi, ale aparatura czeska oraz rosyjska, jeśli nie liczyć nieco starszych urządzeń, możliwych do zakupienia "z drugiej ręki" - nie od producenta, ale od obecnego użytkownika. Ewentualna ich obecność w Iraku jest bardziej problemem politycznym, niż techniczno-militarnym. Nawet bowiem z Kolczugami iracka obrona przeciwlotnicza, zdziesiątkowana w 1991 r, a już w owym czasie niezbyt nowoczesna, nie jest w stanie zagrozić alianckiemu lotnictwu. Niezależnie od tego każde naruszenie ONZ-owskiego embarga na dostawy broni do jakiegokolwiek kraju jest godne potępienia. W tym konkretnym przypadku wydaje się jednak, że sprawa jest nadmiernie rozdmuchana przez administrację amerykańską, co, być może, ma służyć nie tylko izolacji reżimu Husseina.