Przełożenie Azerskich Doświadczeń z Sektora Oil & Gas na Projekty Offshore Wind

Postępy budowy fregat wielozadaniowych programu Miecznik są symbolicznymi oznakami długo wyczekiwanych zmian, które po latach stagnacji przenoszą Marynarkę Wojenną RP na jej nowy rozdział faktycznego rozwoju. Wraz z nabyciem nowych zdolności trzeba się jednak zmierzyć z powiązanymi potrzebami i wyzwaniami, by móc w możliwie największym stopniu wykorzystać nowy potencjał.

Nowe fregaty, stare ograniczenia. ZOP w programie Miecznik

Program Miecznik wprowadzi do Marynarki Wojennej nowe zdolności, ponieważ przeskok w stosunku do stanu jaki reprezentuje poprzednia generacja jednostek, w niektórych obszarach jest tak duży, że z biegiem kolejnych lat coraz trudniej mówić o jakimkolwiek płynnym przejściu na kolejny szczebel technologiczny czy o podtrzymywaniu doświadczeń. W domenie ZOP, na której uwagę skupia niniejsza treść, mamy do czynienia z kilkoma faktami: sięgnięcie po potencjał i zdolności kolejnej generacji, o innej naturze i dobrane docelowo pod wymagania operacyjne.

Tym samym, wprowadzenie do służby okrętów programu Miecznik, wbrew pozorom, nie będzie wiązało się z sięgnięciem po lepsze instrumenty, lecz po te dopasowane do warunków operacyjnych i obecnej specyfiki prowadzenia działań ZOP, które ewoluowały od czasów, gdy do służby wchodziły fregaty typu Oliver Hazard Perry, co dobrze ilustruje przykład pasywnej stacji holowanej AN/SQR-19PG eksploatowanej na fregatach ORP Gen. K. Pułaski i ORP Gen. T. Kościuszko, pozostającej sonarem o najwyższym potencjale, z jakim Marynarka Wojenna RP miała dotąd styczność, lecz bez większego znaczenia dla obecnych uwarunkowań operacyjnych.

Pełne wykorzystanie zdolności fregat Miecznik w operacjach ZOP jest ściśle powiązane ze współdziałaniem okrętów z lotnictwem morskim. Sam fakt nie stanowi niczego nowego, siły powietrzne odgrywały i niezmiennie nadal odgrywają istotną rolę w działaniach przeciwko okrętom podwodnym.

Jednak, o ile sam Miecznik pokonuje kolejne etapy budowy, tak w dalszym ciągu nierozstrzygnięty pozostaje wybór jego komponentu lotniczego. Przeciągający się brak decyzji w opisywanej kwestii wskazuje dziś na to, że pierwszy okręt przystąpi do prób morskich i prawdopodobnie wejdzie do służby bez śmigłowca. Oznacza to ograniczenie zdolności określanej jako „stand-off ASW”, czyli szeroko pojętej interakcji z wykrytym okrętem podwodnym poza strefą efektywnego użycia jego uzbrojenia głównego – torped ciężkich (kalibru 533mm i powyżej).

Obecna sytuacja Sił Zbrojnych RP na opisywanym polu, pozostawia wiele do życzenia, co jest efektem problemu związanego z brakiem sukcesywnej wymiany sprzętu. Po niedawnym wycofaniu wysłużonych śmigłowców pokładowych SH-2G i bazowania lądowego Mi-14PŁ, lotnictwo ZOP składa się z czterech AW-101, będących notabene następcami Mi-14. Poza utratą lotnictwa pokładowego, głównym źródłem problemu jest wymieniona liczba jednostek, która dotkliwie przekłada się na ich dostępność operacyjną.

Z punktu widzenia obecnej sytuacji, odnosząc się tylko do własnych zasobów, należy liczyć się z bardzo ograniczonym wsparciem sił okrętowych operujących na Bałtyku (nie tylko w działaniach ZOP) oraz braku komponentu organicznego podczas działań polskich fregat poza macierzystym akwenem. Częściowym rozwiązaniem dla tej sytuacji są systemy bezzałogowe, które z coraz większym powodzeniem wprowadzane są do sił morskich i na pokłady okrętów wojennych.

Stacja holowana AN/SQR-19PG na fregatach ORP „Gen. K. Pułaski” i ORP „Gen. T. Kościuszko” póki co pozostaje sonarem pasywnym o najwyższym potencjale z jakim MW RP miała kiedykolwiek styczność i nic nie wskazuje aby miało to się zmienić, nawet w świetle któregokolwiek z obecnych programów. Ten fakt nie ma jednak większego znaczenia odnosząc się do obecnych uwarunkowań operacyjnych.

Bezzałogowe wiropłaty pokładowe

Zaangażowanie bezpilotowych statków powietrznych do działań nad morzem jest jedną z wiodących inicjatyw rozbudowy sił lotnictwa morskiego na świecie. Lotnicze systemy bezpilotowe osiągnęły dojrzałość operacyjną, głównie w zadaniach związanych z rozpoznaniem sytuacji nawodnej. Skala zadań do jakich są angażowane rozrasta się i zwalczanie okrętów podwodnych (ZOP) jest kolejnym, obecnie bardzo prężnym kierunkiem ich rozwoju. Jednocześnie, w ostatnich latach, rozrasta się skala rozwiązań modułów misyjnych, mających umożliwić adaptację do tych działań platform różnej wielkości. Wyzwaniem jest natura operacji ZOP, które charakteryzują się przede wszystkim długotrwałością.

Systemy bezzałogowe na bazie wiropłatu tzw. RUAS (Rotary-wing Unmanned Aerial System), cieszą się wyraźnie rosnącym zainteresowaniem oraz szeroką skalą rozwiązań opartych na różnej wielkości platform. Liczebność programów i rosnąca popularność tej inicjatywy wynika między innymi z ich wysokiej dojrzałości technicznej i względnie łatwej adaptacji do operowania z pokładu jednostek pływających.

Przystosowanie bezzałogowych wiropłatów do działań z pokładu okrętu, posiadającego nawet minimalną infrastrukturę lotniczą, np. samo lądowisko bez hangaru, jest nadal względnie mało wymagającym przedsięwzięciem. Przyjęcie na pokład RUAS nie wiąże się z rozległymi pracami w celu przystosowania konstrukcji okrętu w zakresie:

• ingerencji w konstrukcję nosiciela (odnosząc się do jednostek już posiadających lądowisko dla śmigłowca),
• instalacji specjalnych urządzeń do przyjmowania (np. RAST itp.)

Powyższe punkty stanowią oczywiście uproszczenie, ponieważ nie uwzględniają konieczności zabrania na pokład wyposażenia pozwalającego na obsługę techniczną i przystosowanie do zadań (moduły zadaniowe), nie odnoszą się też do ewentualnej integracji z okrętowym systemem walki. Nie mniej, przyjęcie każdego RUAS na pokład np. fregaty czy okrętu patrolowego, posiadających zdolność bazowania śmigłowca pokładowego, nie wiąże się z koniecznością dostosowania konstrukcji potencjalnego nosiciela.

Bezzałogowe wiropłaty mogą bez większego wysiłku być wprowadzone do służby z pokładu lżejszych jak i starszych jednostek. Na zdjęciu fregata USS McInerney (FFG 8) w czasie operacji lotniczych z MQ-8B (2009 r.).

Nie istnieje dziś jeden uniwersalny standard klasyfikacji bezpilotowych wiropłatów. Różni ich użytkownicy, instytucje oraz siły zbrojne, operują według własnych doktryn, często posługując się klasyfikacją o ewoluującym charakterze. Można jednak podjąć próbę pogrupowania tych platform, w oparciu o systemy RUAS wdrażane obecnie do działań na morzu na świecie.

Opierając się na parametrze maksymalnej masy startowej MTOW (Maximum Take-Off Weight) systemów obecnie wprowadzanych lub już operacyjnych, bezpilotowe wiropłaty można podzielić na 3 grupy. Proponowany podział może ulec zmianom w wyniku tego, że na świecie powstaje wiele nowych konstrukcji oraz tego, że prace nad wieloma projektami są przerywane, zakończone lub ulegają głębokim modyfikacjom.

Rozwój bezzałogowego śmigłowca ZOP

Zastosowanie bezzałogowych wiropłatów w operacjach ZOP nie jest inicjatywą nową, lecz jej wznowieniem w nowej postaci, ukształtowanej obecnymi możliwościami technologicznymi. Pierwszym, wykorzystywanym operacyjnie przeciw okrętom podwodnym RUAS, był amerykański Gyrodyne QH-50 DASH (Drone Anti-Submarine Helicopter), wprowadzony do służby w 1963 r. Śmigłowiec operował z pokładu okrętów i zdolny był do przenoszenia i zrzutu na śledzony cel bomb głębinowych lub lekkich torped typu Mk-43 (Mk-44 w późniejszym wariancie), co było bezpośrednią odpowiedzią na wejście do służby powojennych sonarów okrętowych kolejnej generacji, które istotnie zwiększyły zasięg detekcji, przy jednoczesnym braku możliwości rażenia celu poza zasięgiem własnych efektorów okrętu. W tamtym okresie technologia nie pozwalała na adaptację tego śmigłowca do innej roli niż nosiciel uzbrojenia w działaniach ZOP. System DASH okazał się zawodny (utracono około połowę z 746 systemów) i trudny w eksploatacji, w efekcie czego wycofano go po zaledwie kilku latach służby.

Pomimo tego, że pierwszym krokiem adaptacji RUAS do ZOP był nosiciel uzbrojenia (DASH), obecne wysiłki ukierunkowane są jednak w zdecydowanie większym stopniu na zdolności poszukiwania niż rażenia. Głównym elementem zadaniowym większości obecnych programów jest adaptacja sensorów lub/oraz systemów retranslacji (przekazania sygnałów).

Podział zdolności ZOP obejmuje dwie główne kolumny: efektor oraz sensor (schemat poniżej), które dzielą się na szereg podlegających im rozwiązaniom technicznym – modułom zadaniowym. Masa startowa, jest głównym czynnikiem determinującym, jakie moduły (oraz w jakiej skali) mogą być zintegrowane z nosicielem. W przypadku lżejszych platform, liczyć się trzeba ze znacznymi kompromisami, do jakich odnosi się poniższy podział. W praktyce, może oznaczać to konieczność dzielenia misji/zdolności na osobne jednostki RUAS, w dwóch uzupełniających się konfiguracjach modułów zadaniowych.

Sensory akustyczne

Podobnie jak w przypadku bezpilotowych MPA (Maritime Patrol Aircraft), jak np. wiodący na tym polu General Atomics MQ-9B Sea Guardian, obszarem wspólnym rozwoju większości programów bezzałogowego lotnictwa ZOP, niezależenie od masy startowej platformy, jest zdolność działania z pławami radio-hydroakustycznymi (PRHA). Wybór tego kierunku był z wielu przyczyn oczywisty z powodu dostępności i względnie niskiej masy samych pław i powiązanych z nimi elementami.

Schiebel S-100 z czterema zrzutniami PRHA G-size (na burtach) oraz pojedynczą A-size (pod kadłubem) na tle pław obu rozmiarów (REPMUS 2024)

PRHA grup rozmiarowych „A” i „G-size” są obecnie podstawowymi pławami używanymi przez siły lotnictwa morskiego państw NATO. Z myślą o bardzo lekkich platformach bezzałogowych podjęto też prace nad jeszcze bardziej zredukowanym wielkościowo wariantem miniaturowej PRHA rozmiaru „F-size”, który prawdopodobnie obejmie ten sam zakres funkcjonalności jak „G-size”.

Zdolność operowania z PRHA grupy rozmiarowej „A-size” wiąże się ze znacznym wzrostem zdolności dozoru względem rozwiązań opartych tylko na rodzinie „G-size”. Obniżenie gabarytów i masy pozwoliły zabrać lub po prostu zwiększyć liczebność PRHA na pokładzie lekkich statków powietrznych. Miniaturyzacja ma również ograniczenia i w przypadku niektórych rozwiązań, zmniejszanie elementów niesie za sobą poważne konsekwencje dla potencjału. W efekcie tego, rodzina „G-size” obejmuje na razie tylko pławy pasywne.

Nowe technologie pozwoliły dokonać jednak znacznego postępu też na tym polu. Kolejna generacja PRHA opracowanych przez Ultra Marine rozszerzy grupę „G-size” o dwie nowe pławy, rozwijane pod kątem działań bi/multi-statycznych. Ten nowy produkt ukierunkowany jest również w stronę systemów bezzałogowych, co wynika nie tylko z samej grupy rozmiarowej, lecz funkcjonalności jakimi są: niedostępny dotychczas w grupie element aktywny SSQ-92X (tylko źródło impulsów) oraz zdalne programowanie nastaw.

Wymienione funkcjonalności znacząco zwiększają realne zdolności i elastyczność bezzałogowego lotnictwa ZOP. W przypadku klasycznych, załogowych śmigłowców i morskich samolotów patrolowych, opisywany wzrost korzyści przyjmuje niższą skalę, głównie z powodu zakresu jaki reprezentuje cała grupa „A-size” wraz z tzw. pławami „wysokiego potencjału”.

Dane akustyczne z PRHA przesyłane są łączem radiowym lub satelitarnym do stanowiska kierowania i dowodzenia. Oznacza to również, że zdolność dozoru akustycznego zależna jest między innymi od przepustowości systemu łączności. W sytuacji jej utraty, obniżenia wydajności przesyłu, dane akustyczne mogą zostać zapisane w pamięci systemu pokładowego i poddane analizie po zakończeniu misji.

Efektywność analizy danych akustycznych była i nadal jest uzależniona od zaangażowania doświadczonego personelu. Dążenie do automatyzacji tego procesu jest jednym z priorytetowych wysiłków, napędzanych między innymi przez rozwój autonomii dla podwodnych pojazdów bezzałogowych. Problemem jest kompleksowość tego procesu, widoczna zwłaszcza w detekcji pasywnej (szumo-namierzaniu). Należy tu dodać, że trudne pod względem hydroakustycznym środowisko operacyjne w połączeniu z niskoszumnością nowej generacji okrętów podwodnych, dodatkowo komplikują i spowalniają postęp automatyzacji.

System analizy widma akustycznego

Dostępne obecnie narzędzia do analizy widma akustycznego (LOFAR) mają potężne możliwości, które mierzą się z rosnącymi wyzwaniami warunków prowadzenia poszukiwania. W efekcie rozwój autonomii w tym obszarze, mimo wszystkich nowoczesnych narzędzi, pozostaje procesem powolnej ewolucji, wyznaczając realne granice skuteczności pasywnego dozoru akustycznego.