Serwis używa cookies. Korzystając z serwisu wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki. Zapoznaj się z polityką prywatności.
zamknij   

szukaj

2011-10-20 12:59:49

Zasobnik rozpoznania obrazowego Goodrich DB-110

     Pojawienie się satelitarnych systemów rozpoznania, ze względu na ich, jednak, ograniczoną elastyczność nie wyeliminowało rozpoznania lotniczego. To ostatnie pozwalało, i wciąż pozwala bowiem na stosunkowo szybkie i elastyczne reagowanie w zmieniającej się sytuacji i pozyskiwania niezbędnych danych. Oba systemy bardziej uzupełniają się, niż wykluczają.

     Ciągły postęp techniczny doprowadził jednak do pewnych zmian w koncepcji rozpoznania lotniczego, a zarazem wzrostu jego możliwości. Nie bez znaczenia było również przejście, po zakończeniu zimnej wojny od rozpoznania prowadzonego z niskich do średnich wysokości. Namacalnym przejawem wszystkich tych tendencji było powstanie jednego z najnowocześniejszych lotniczych elektrooptycznych systemów rozpoznawczych, tytułowego DB-110. O jego efektywności zaświadcza zaś to, że zdobywa on wciąż nowych odbiorców z sił powietrznych różnych państw.

     Oferowany i rozwijany aktualnie przez Goodrich Corporation [1], a konkretnie wchodzący w jej skład Goodrich ISR Systems Space & Defense Solutions system ma dość długą historię. Pace nad nim zapoczątkowała jeszcze w latach dziewięćdziesiątych XX wieku należąca do Litton Industries firma Itek Optical Systems. Miała ona na swym koncie m.in. współpracę z CIA oraz duże doświadczenie w dziedzinie systemów rozpoznawczych dedykowanych dla satelitów wywiadowczych, w tym pierwszych satelitów rozpoznawczych zbudowanych w USA, w ramach programu Corona, a także samolotów U-2 (SYERS-2). W 1996 roku, Itek Optical Systems przejęta została przez Hughes Electronics i połączona z Hughes Danbury Optical Systems. Dwa lata później doszło do kolejnej fuzji. Firma wchłonięta została bowiem przez koncern Raytheon i przez pewien czas funkcjonowała, jako Raytheon Optical Systems Inc., by ostatecznie znaleźć się jednak pod skrzydłami Goodricha.

Zasobnik DB-110 podczas testów pod polskim F-16, fot. Goodrich.

     Ponieważ uniwersalność była jedną z kluczowych cech, jakie musieli uwzględnić konstruktorzy w obliczu dynamicznie zmieniającej się sytuacji po zakończeniu zimnej wojny, DB-110 powstał jako elektrooptyczny, wielozadaniowy, system rozpoznania obrazowego dostosowany do prowadzenia obserwacji w szerokim przedziale wysokości lotu, tak z dużej odległości (przeważnie obiekty silnie chronione) jak i z małej i średniej odległości lub z przelotem nad celem na niskiej wysokości. Aparatura zastosowana w DB-110, wywodząca się ze wspomnianego już systemu SYERS-2, umożliwia zarówno przeszukiwanie dużego obszaru jak i przeszukiwanie wzdłuż obiektów liniowych (drogi, linie kolejowe etc.) oraz śledzenie pojedynczych celów, a także wykonywanie ich trójwymiarowych obrazów. Wciąż rozwijany system doczekał się trzech kolejnych generacji zasobników, dysponujących coraz większymi możliwościami.

Charakterystyka konstrukcji

     DB-110 pracuje w paśmie widzialnym, wykorzystując do obserwacji kamerę światła szczątkowego z detektorem zbudowanym w technologii CCD [2] pracującą w paśmie 0,4-1,0µm oraz dodatkowo kamerę termowizyjną pracującą w paśmie 3-5 µm. Przy czym należy zaznaczyć, że obydwie kamery wykorzystują ten sam wąskokątny tor optyczny - stabilizowany w dwóch osiach teleskop do obserwacji dalekiego zasięgu. Zastosowany układ optyczny dysponuje płynnym zoomem, przy czym dla kamery światła szczątkowego i termowizyjnej maksymalna ogniskowa wynosi odpowiednio 280 i 140 cm (jest ona wykorzystywana przeważnie w przy rozpoznaniu z wysokości od 6100 do 15250 m). W przypadku toru panoramicznego, wykorzystywanego do obserwacji na niskich i bardzo niskich wysokościach, wspomniane parametry kształtują się odpowiednio na poziomie 40,6 i 35,56 cm (standardowo wykorzystywane w zakresie wysokości od 1525 do 6010 m). W tym jednak przypadku kamera światła szczątkowego oraz kamera termowizyjna dysponują odrębnymi układami optycznymi zlokalizowanymi po przeciwnej stronie teleskopu. Zarówno kamera światła szczątkowego jak i termowizyjna umożliwiają uzyskiwanie obrazów wysokiej rozdzielczości. W przypadku tej pierwszej początkowo stosowano detektor złożony z 64 linii o długości 5120 pikseli TDI [3]. W zasobnikach 3 generacji zastosowano jednak zmodyfikowany układ złożony z 64 linii o długości 6144 pikseli. Detektor w przypadku kamery IR bazuje na antymonku indu (InSb) i składa się z dwóch układów o rozmiarach 512x484 pikseli. Podobnie jak miało to miejsce w przypadku toru światła widzialnego w zasobnikach 3 generacji zastosowano detektory podczerwieni o większej rozdzielczości, tj. 640 x 512 pikseli. W celu uzyskania lepszych rezultatów zastosowany układ jest chłodzony. Wspomnieć można, że system DB-110 może być dostosowywany do wymagań odbiorców m.in. poprzez zmianę długości ogniskowych zastosowanych kamer.

     W przypadku obserwacji w trybie panoramicznym możliwe jest wykonywanie zdjęć, w przypadku których szerokość fotografowanego pasa terenu ciągnie się od horyzontu do horyzontu, zaś długość klatki jest ograniczona do ±20° od osi optycznej systemu. Wedle danych pierwotnie podawanych przez producenta, zastosowane układy umożliwiają obserwację boczną obiektów z odległości do 36 km w przypadku kamery termowizyjnej i 72 km w przypadku kamery światła szczątkowego. System dostosowano do operacji w zakresie prędkości (nosiciela) od 0,1 do 1,6 Ma, przy wysokościach lotu do 15250 m. Układy optyczne DB-110 są stabilizowane w dwóch osiach, co przekłada się na poprawę jakości zdjęć z dużej wysokości.

Polski zasobnik DB-110 w wózku transportowym, w tle elementy stacji naziemnej, fot. Michał Gajzler

     DB-110 kontrolowany jest przez system zarządzania rozpoznaniem i dedykowaną jednostkę kontrolną RMS/SCU (Reconnaissance Management System and Sensor Control Unit). Zarejestrowane obrazy przechowywane są w pamięci zasobnika, poza tym mogą być przesyłane łączem transmisji danych na ziemię. Zasobnik wyposażono również w system nawigacji bezwładnościowej [4]. W najnowszym wariancie zasobników rozpoznawczych Goodricha [5] konstruktorzy zrezygnowali z zastosowania taśm magnetycznych jako środka archiwizacji danych. Zostały one zastąpione przez pamięci typu solid state oparte na pamięciach flash. Przełożyło się to na zwiększenie dostępnej pamięci oraz zapewniło większe przepustowości, co zaowocowało zwiększeniem możliwości rejestracji danych.

     Zasobniki rozpoznawcze oparte o DB-110 wykorzystują szerokopasmowe łącza transmisji danych, które umożliwia przekazywanie obrazu z jednej lub drugiej kamery, a także przetworzonego obrazu z obu kamer (nałożonego na siebie) w czasie rzeczywistym. Szybkość transmisji danych określono na 274 Mbit/s. Alternatywnie system może gromadzić dane by przetransferować je do stanowiska naziemnego w celu analizy i przetworzenia zebranych informacji w późniejszym okresie misji. System transmisji danych może zostać zakodowany w określonym przez użytkownika standardzie. Anteny systemy łączności rozmieszczone są standardowo w przedniej i tylnej części zasobnika. Sam blok elektroniki układu transmisji danych ulokowany został za przednią anteną łącza danych. Z kolei za jego przedziałem rozmieszczono przedział mieszczący cyfrowy rejestrator oraz układy zasilania. Centralną część zasobnika rozpoznawczego zajmują blok kamer DB-110 oraz blok układów sterowania. W dalszej części kadłuba zasobnika standardowo rozmieszczone są bloki elektroniki czujników oraz układ klimatyzacji i w końcu, wspominana już druga z anten systemu transmisji danych. Podobną architekturę mają także zasobniki RAPTOR. Nieco inaczej rozmieszczone zostały natomiast anteny łącza transmisji danych w przypadku zasobnika testowanego na prototypie Predatora B. W tym ostatnim przypadku antena (anteny?) ulokowano w owiewce pod kadłubem zasobnika.

     Zasobniki rozpoznawcze systemu DB-110 współpracują z naziemnymi stacjami obróbki obrazu produkowanymi również przez Goodricha. Te z kolei umożliwiają dalsze przetwarzanie, przechowywanie i przesył obrobionych już danych do systemów dowodzenia. Stacje naziemne służą również do planowania misji, co polega na określeniu optymalnych parametrów lotu samolotu-nosiciela zasobnika, przy określonym stopniu przeciwdziałania strony przeciwnej. Planowanie misji może odbywać się jednak również na bieżąco w trakcie lotu, a systemy rozpoznania kontrolowane są wówczas przez pilota nosiciela za pośrednictwem wyświetlacza wielofunkcyjnego. Zgodnie z informacjami przekazywanymi przez producenta w materiałach informacyjnych, pilot (bądź drugi członek załogi w przypadku stosowanych na brytyjskich Tornadach zasobników Raptor) dysponować ma możliwością zmiany przewidywanego programu misji, kontroli obrazów oraz rozpoznania celów nieuwzględnionych w przewidywanym planie lotu. Komunikacja systemów nosiciela z zasobnikiem rozpoznawczym odbywa się poprzez szybę MIL-STD-1553B. Obsługa zasobników trzeciej generacji ma być wedle zapewnień producenta na tyle uproszczona, że z powodzeniem mogą być wykorzystywane na samolotach jednomiejscowych.

     Przy opracowaniu zasobników rozpoznawczych Goodrich współpracował z firmą Hybricon Corporation, która otrzymała zlecenie na opracowanie klimatyzowanego kadłuba zasobnika systemu DB-110. Inną firmą, z którą Goodrich współpracował przy produkcji systemów DB-110 była L-3 CS-West, która dostarcza terminale systemów łączności AT-2740 oraz rejestratory danych S/TAR RM-3000 (te ostatnie dysponują pojemnością 96 GB). Naziemne komponenty systemu produkowane są w należących do firmy Goodrich zakładach w Malvern w Wielkiej Brytanii. W tym samym miejscu powstały również te przeznaczone dla Polski. Same zasobniki wyprodukowano natomiast w zakładach Goodricha w Chelmsford w USA.

Nosiciele

     Do przenoszenia zasobników rozpoznawczych systemu DB-110 dostosowano szereg współczesnych samolotów wielozadaniowych, takich jak F-15E (i pochodne eksportowe - np. F-15SG, czy F-15S), F-4E Phantom II, F-16, Tornado GR.4, a także patrolowych P-3C, w tym ostatnim przypadku na życzenie Japonii. W ramach brytyjskiego programu Joint UAV Experimentation Programme (JUEP) zasobnik systemu DB-110, po modyfikacjach polegających na zredukowaniu masy do ok. 540 kg, został zintegrowany z wypożyczonym do tego celu samolotem bezpilotowym Predator B [6] (był to prototyp „02-4003”). Prace wykonano w ramach testów przeprowadzonych w grudniu 2005 r. na poligonie w południowej Kalifornii. U źródła brytyjskiego konceptu legły poszukiwania następcy rozpoznawczych samolotów Canberra PR.9 oraz chęć równoczesnego wykorzystania bezpilotowca tej klasy Predatora B tak do celów rozpoznania taktycznego (przy pomocy sensorów standardowo przezeń przenoszonych) oraz strategicznego. Do tego celu wykorzystany miał być właśnie zasobnik z DB-110. W czasie prób podwieszano go na jednym z pylonów pod lewym skrzydłem, z kolei pod prawym skrzydłem BSL podwieszano radiolokator SAR General Atomics Lynx. Bezpilotowiec standardowo przenosił również głowicę obserwacyjną Wescam Skyball. Różnicę w masie obu systemów zniwelowano zwiększeniem zapasu paliwa w zbiornikach w prawym skrzydle. Same zasobniki użyte w trakcie prób powstały w wyniku połączenia kamer systemu DB-110 oraz łącza danych wykorzystanego w zasobnikach Raptor oraz zasobników wykorzystywanych przez amerykańską Gwardią Narodową na samolotach F-16.

     DB-110 przetestowano także na kilku innych platformach. Eksperymentalny wariant zasobnika przeszedł próby również na australijskich samolotach RF-111C. Zasobniki wykorzystano w okresie kwiecień – listopad 1999 r. do prowadzenia rozpoznania nad Timorem Wschodnim. Wariant systemu wykorzystany na australijskich RF-111C powstał w wyniku konwersji „ponaddźwiękowych” zbiorników paliwa o pojemności 1500 l wykorzystywanych przez RF-111C RAAF. Australijski program związany z planami modernizacji F-111 należących do RAAF został jednak zarzucony po decyzji o ich wycofaniu ze służby. W 2000 roku system przetestowano także na samolotach F-15 oraz F-4E Phantom II. W obu przypadkach miało się to wiązać z realnym zainteresowaniem ze strony odbiorców zagranicznych.

Użytkownicy

      Próby w locie systemu DB-110 rozpoczęto w ostatnich tygodniach 1996. Niedługo później zainteresować mieli się nim pierwsi odbiorcy.

     W 1997 roku brytyjski RAF, poszukujący zasobników rozpoznania obszarowego dla uderzeniowych Tornad GR.4/GR.4A zdecydował się zamówić oparte o DB-110 zasobniki rozpoznawcze Raptor (nazwa pochodzi od Reconnaissance Airborne Pod TORnado). Królewskie Siły Powietrzne zamówiły 8 zasobników tego typu. Potrzeby RAF wynikały z konieczności zastąpienia gwałtownie starzejących się systemów rozpoznawczych wykorzystujących do rejestracji obrazu tradycyjne materiały światłoczułe, przenoszonych przez Jaguary i Tornada. Nowe systemy przynajmniej częściowo miały również zastąpić systemy przenoszone przez Canberry PR.9. Konstrukcja zasobnika Raport oparta została o zbiorniki paliwa dedykowane dla Tornad, a jego pierwsze testy prowadzono na należącym do QinetiQ samolocie Tornado GR.1 o numerze bocznym ZA326. Testy operacyjne mające potwierdzić przydatność zasobnika prowadzono następnie z bazy RAF Marham. Początkowo zakładano, że program zostanie zakończony w 2001 roku. Ostatecznie jednak brytyjski system osiągnął wstępną gotowość operacyjną we wrześniu 2002 roku i niecały rok później został użyty w warunkach bojowych w trakcie operacji Iraqi Freedom (a właściwie operacji Telic). W czasie jej trwania wykonano ponad 600 lotów, z czego cześć (ok 46%) miało zostać wykonanych w nocy. W warunkach bojowych systemy, wedle dostępnych danych, wykazały się dużym stopniem niezawodności (rzędu 98%). W czasie operacji irackiej doszło również do przypadku wykonania zdjęć rozpoznawanego obiektu z odległości 95 km, a więc większej niż pierwotnie oficjalnie deklarowany przez producenta zasięg systemu [7]. Wartość brytyjskiego kontraktu oszacowano na 55 mln GPB. Pełną gotowość operacyjną system osiągnął w 2008 roku.

Tornado GR.4 z zasobnikiem Raptor, fot. brytyjskie Ministerstwo Obrony.

     Zasobniki Raptor aktualnie są aktywnie wykorzystywane przez RAF także w Afganistanie. Przenoszące je Tornada GR.4 mają wykonywać 3 do 5 misji w ciągu tygodnia, a dane uzyskane z pomocą DB-110 są uzupełniane przez zapisy obrazu z zasobników Litening III. Tornada GR.4 przenoszą zasobniki Raptor na jednym z bocznych węzłów podkadłubowych.

     Jednym z pierwszych odbiorców systemów rozpoznania obrazowego DB-110 stała się Polska, która zakupiła 7 zasobników rozpoznawczych Goodricha wraz z dwiema naziemnymi stacjami analizy danych. Ich koszt zakupu oszacowany został na niecałe 73 mln USD. Do Polski, prócz samych zasobników dostarczone miały zostać mobilne oraz stacjonarne systemy naziemne. Co ciekawe kwestia możliwości przenoszenia zasobników DB-110 została pierwotnie poruszona również w wymaganiach taktyczno-technicznych przetargu na nowy samolot LIFT dla SP RP, jednak ostatecznie ów punkt z wymagań taktyczno–technicznych wykreślono.

      Dostarczone Polsce zasobniki rozpoznawcze systemu DB-110 należą do trzeciej generacji urządzeń tego typu. W stosunku do wcześniejszych systemów odróżniają się m.in. większą rozdzielczością uzyskiwanych obrazów, nową awioniką zasobnika oraz możliwością wykonywania zdjęć w trybie ultra szerokokątnym [8]. Polska stała się pierwszym odbiorcą systemów w tym standardzie. Współpracują one z nowymi stacjami naziemnymi zdolnymi m.in. do analizy danych w czasie rzeczywistym.

     Finalne testy zasobników rozpoznawczych przeznaczonych dla polskich F-16 miały zostać przeprowadzone w 2007 roku, w bazie Edwards Air Force w Kalifornii. Wedle doniesień prasy branżowej integracja zasobników z zakupionymi przez Polskę samolotami F-16C/D Block 52+ napotkała jednak pewne opóźnienia związane z problemami z kompatybilnością elektromagnetyczną zasobników oraz mających je przenosić samolotów (o problemach tych informowano jeszcze w 2009 roku). Zakupione zasobniki rozpoznawcze przydzielone zostały do 32. BLotT w Łasku. W przypadku F-16C/D zasobniki przenoszone są na centralnym węźle kadłubowym.

     W kolejnych latach zamówienia na podobne systemy złożyła również Grecja (2 zasobniki wraz ze stacją naziemną zamówione w 2007 roku za równowartość 37 mln USD), Maroko (4 zasobniki wraz z wyposażeniem towarzyszącym), Pakistan (5 zasobników zamówionych w 2011 roku) oraz Egipt (1 system) i Zjednoczone Emiraty Arabskie. W tym ostatnim przypadku kontrakt obejmuje zakup 6 zasobników oraz trzech stacji naziemnych. O jego zawarciu informowano w trakcie tegorocznej edycji targów IDEX. W tym konkretnym przypadku zasobniki przeznaczone mają zostać dla wykorzystywanych przez ZEA samolotów F-16E/F Block 60. Systemy, przeznaczone dla patrolowych samolotów P-3C Orion, zakupiły również Japońskie Morskie Siły Samoobrony. Miały one zostać dostarczone w połowie 2002 roku.

     Wśród krajów zainteresowanych zakupem zasobników tego typu wymienia się także Arabię Saudyjską (10 egzemplarzy) i Oman (4 zestawy [9]). W przypadku Arabii Saudyjskiej zasobniki systemu DB-110 wchodzą w skład pakietu modernizacyjnego mającego doprowadzić posiadane przez RSAF samoloty F-15S do standardu F-15SA.

    Potencjalnym klientem zainteresowanym systemem rozpoznania obrazowego DB-110 może być również Irak. W przypadku realizacji umowy na dostawy F-16C/D w proponowanym pierwotnie kształcie kontrakt uwzględniać ma dostawę 4 systemów DB-110 (RECCE) lub F-9120 (AARS). DB-110 oferowano również m.in. Indiom.

Przypisy:

[1] We wrześniu 2011 roku ogłoszono, że Goodrich Corp. przejęta zostanie przez United Technologies Corporation, właściciela m.in. Sikorsky Aircraft Corporation oraz Pratt & Whitney.

[2] CCD – ang. charge-coupled device.

[3] TDI (Time Delayed Integration) - system kompensacji rozmazania obrazu oparty na elektronicznym systemie integracji obrazu z opóźnieniem czasowym. Istota działania TDI polega na odczycie sygnałów z kolejnych wierszy tablicy CCD synchronicznie z przesuwem obrazu w płaszczyźnie tłowej.

[4] Technologia stosowana w przypadku kamer z linijkami CCD powoduje, że obraz (ze skanera) obarczony jest zniekształceniami spowodowanymi niestabilnym ruchem samolotu, stąd konieczne jest precyzyjne rejestrowanie trajektorii lotu (X, Y, Z) oraz kątów nachylenia,co umożliwia korekcję oryginalnego obrazu.Wymaga to integracji systemów nawigacji.

[5] Czyli 3 generacji DB-110, a więc i tych zakupionych przez Polskę.

[6] Oznaczenie Predatora B zostało ostatecznie zmienione na MQ-9 Reaper. MQ-9 niedługo później zostały nabyte przez RAF i rozpoczęły służbę w 2007 roku, jednak testowane w trakcie kalifornijskich prób rozwiązanie nie zostało wprowadzone do służby, jest jednak wciąż promowane, o czym przekonać można się było na tegorocznych targach DSEi.

[7] W nowszych publikacjach sygnowanych przez producenta maksymalny zasięg systemu określany jest nawet na 130 km, pod warunkiem zaistnienia sprzyjających warunków atmosferycznych.

[8] Tryb szerokokątny obsługiwany jest przez zaimplementowany w zasobnikach 3 generacji dodatkowy układ optyczny o ogniskowej 6,35 cm. W przypadku tego tryby kamera pracuje wyłącznie w podczerwieni. Omawiany układ optyczny wykorzystywany jest do wysokości 1525 m.

[9] Oman po raz pierwszy zainteresowanie DB-110 wyraził w sierpniu 2002 r. W tym przypadku w grę wchodzić miały 2 systemy. Późniejsze zapytania z 2010 roku dotyczyły możliwości dostawy 4 zasobników.

Michał Gajzler




Rejestracja

Funkcja chwilowo niedostępna

×

Logowanie

×

Kontakt

×
Amerykańskie pociski manewrujące - AGM-158A JASSM, AGM-158B JASSM-ER, LRASM

Amerykańskie pociski manewrujące - AGM-158A JASSM, AGM-158B JASSM-ER, LRASM

W 1986 roku w USA zainicjowano program Tri-Service Standoff Attack Missile (TSSAM), który miał doprowadzić do opracowania rodziny modułowych pocisk...

więcej polecanych artykułów