لاکهید مارتین جزئیات تازهای از موشک سطحبههوای QuadStar منتشر کرده است؛ موشکی که در رقابت ارتش آمریکا برای جایگزینی FIM-92 Stinger کهنهکار شرکت دارد. QuadStar بهویژه از کارهای پیشین این شرکت روی رهگیر بسیار کوچک Miniature Hit-to-Kill یا MHTK بهره میگیرد؛ بهخصوص فناوری جستوجوگر پیشرفتهای که امکان طراحی آیرودینامیکی کارآمدتر را فراهم میکند.
Chris Murphy، مدیر ارشد توسعه کسبوکار برنامههای پیشرفته دفاع هوایی و موشکی یکپارچه در بخش موشک و کنترل آتش لاکهید مارتین، هفته گذشته در گفتوگویی مفصل با TWZ درباره QuadStar توضیح داد. ارتش آمریکا در سال ۲۰۲۳ به لاکهید مارتین و Raytheon قراردادهایی برای توسعه طرحهای رقیب در برنامه جایگزینی Stinger داد؛ برنامهای که با نام Next-Generation Short-Range Interceptor یا NGSRI نیز شناخته میشود. Raytheon پیمانکار اصلی Stinger هم هست. NGSRI بخشی از تلاش بزرگتر ارتش برای Maneuver Short Range Air Defense یا M-SHORAD است؛ تلاشی که سامانه پدافندی Sgt. Stout و یک جنگافزار انرژی هدایتشده لیزری متحرک ۵۰ کیلوواتی را نیز در بر میگیرد. هر دو سامانه بر پایه خودروی زرهی سبک Stryker ساخته شدهاند.
ارتش پیشتر درباره NGSRI گفته بود که خواهان موشکی تازه است که «کسب هدف بهبودیافته، کشندگی بیشتر و برد بالاتر نسبت به توان فعلی» را فراهم کند، اما همچنان در همان قالب کلی Stinger بماند تا بتوان آن را با معماری پرتابگرهای موجود شلیک کرد. Stinger از دهه ۱۹۸۰ وارد خدمت آمریکا شد. این موشک پنج فوتی با قطر ۲٫۷۵ اینچ از هدایت فروسرخ و سرجنگی انفجاری-ترکشزا استفاده میکند. پوشش درگیری سامانههای دفاع هوایی دوشپرتاب مانند Stinger، بهطور کلی، امروز حدود ۱۵ هزار فوت و پایینتر است؛ هرچند برخی گونههای Stinger بنا بر گزارشها برد بیشتری ارائه میکنند.
Murphy توضیح داد: وقتی ارتش این رقابت NGSRI را اعلام کرد، گفت «Stinger ویژگیهای خوب زیادی دارد؛ اندازه، وزن و شیوه کار آن نکات مثبتی هستند. اما فناوری آن قدیمی شده و میخواهیم ببینیم صنعت چه فناوریهای تازه و رویکردهای نوآورانهای میتواند در همان قالب تقریباً مشابه برای عملکرد بهتر ارائه کند.» به گفته او، ارتش «نمیخواهد چیزی در اندازه لوله پرتاب تغییر کند. نمیخواهد چیزی در شیوه کلی کار سامانه تغییر کند. این چالشی بود که مطرح کردند.»
Murphy به چالشهای کلی دیگری هم اشاره کرد که در توسعه هر سامانه سطحبههوای نسل بعدی، بهویژه سامانهای که بتواند در پیکربندی قابل حمل نفر بهطور مؤثر و مقرونبهصرفه علیه طیف گستردهای از اهداف به کار رود، وجود دارد.
او گفت: «چالشی که امروز در برابر سامانههای بیسرنشین دارید این است که برای مقابله با همه آنها باید کاری کمی غیرمعمول انجام دهید. آنها چندان گران نیستند، اما اثرشان احتمالا بسیار بزرگتر از هزینه آنهاست.»
در عین حال، به گفته Murphy، داشتن «یک وسیله قابل حمل نفر که بتواند بخشی از دفاع لایهای باشد، چون یک سامانه بهتنهایی همه کارها را انجام نمیدهد، و همچنان بتواند با هواپیماهای بالثابت» از جمله جنگندههای نسل چهارم، پنجم و حتی تا حدی نسل ششم درگیر شود، اهمیت دارد. بالگردهای سرنشیندار نیز همچنان بخشی از تصویر تهدید هستند. بردی که این سکوها میتوانند از آن فاصله نیروهای خودی را تهدید کنند نیز پیوسته در حال افزایش است.
ویدیوی لاکهید مارتین از QuadStar چند سناریوی عملیاتی احتمالی با انواع تهدیدها را نشان میدهد: مشاهده ویدیو در Vimeo.
Murphy پرسید: «پس چطور با آن تهدیدهای سطح بالا مقابله میکنید و در عین حال به اندازهای ارزان میمانید که در صورت نیاز بتوانید علیه پهپادهای گروه ۳ یا گروه ۲ هم از آن استفاده کنید؟»
در ادبیات نظامی آمریکا، پهپادهای گروه ۲ وزن ۲۱ تا ۵۵ پوند دارند، تا ارتفاع ۳٬۵۰۰ فوت پرواز میکنند و سرعت نهایی آنها تا ۲۵۰ گره است. دسته گروه ۳ شامل طرحهایی با وزن ناخالص ۵۵ تا ۱٬۳۲۰ پوند، سقف پرواز ۳٬۵۰۰ تا ۱۸ هزار فوت و سرعت نهایی ۱۰۰ تا ۲۵۰ گره میشود.
Murphy افزود: «تا حدی به کارهایی اتکا کردیم که مدتی پیش، زمانی که مأموریت مقابله با راکت، توپخانه و خمپاره محرک مهمی بود، انجام شده بود. ما موشک کوچکی ساختیم که آن را Miniature Hit-to-Kill نامیدیم. یک پرتابه ۴۰ میلیمتری بود. بنابراین بخش زیادی از آموختههایمان از آن کار را گرفتیم و برای مجموعه مسائلی که ارتش دارد به کار بردیم.»
MHTK یکی از چند رهگیری بود که ارتش در دهه ۲۰۱۰ در چارچوب تلاش Indirect Fire Protection Capability Increment 2-Intercept یا IFPC Inc 2-I آزمایش کرد. همانطور که اشاره شد، IFPC Inc 2-I عمدتا بر یافتن راههای تازه برای سرنگونی گلولههای توپخانهای و راکتهای ورودی متمرکز بود. لاکهید مارتین در آن زمان گفت MHTK میتواند برای درگیری با پهپادهای کوچک هم به کار رود. IFPC Inc 2-I از آن زمان به سامانه دفاع هوایی کوتاهبردی به نام Enduring Shield تکامل یافته است که ارتش اکنون در حال بهکارگیری آن است و در حال حاضر از AIM-9X Sidewinder بهعنوان رهگیر استفاده میکند.
Murphy گفت: «یکی از چیزهایی که از Miniature Hit-to-Kill گرفتیم شکل آن بود.» در QuadStar «بدنه را به سمت پایین باریک کردهایم. بنابراین یک موتور راکتی ۲٫۷۵ اینچی یا ۷۰ میلیمتری داریم و وقتی از موتور راکت عبور میکنید و به سمت جلوی بدنه میروید، بهتدریج باریکتر میشود.»
او افزود: «پس یک دماغه نوکتیز داریم. با داشتن این دماغه نوکتیز همراه با همان نوع موتور راکتی که امروز در Stinger استفاده میشود، راز خاصی در کار نیست؛ فیزیک است: پسا کمتر میشود. اگر پسا کمتر شود، دورتر و سریعتر پرواز میکنید. سپس اگر کاری هم روی موتور راکت انجام دهید، میتوانید بیشتر از این هم پیش بروید.»
Murphy توضیح بیشتری درباره پیشرفتهایی که لاکهید مارتین ممکن است در موتور راکتی QuadStar وارد کرده باشد، نداد. ارتش آمریکا هفته گذشته بهطور جداگانه به کاری اشاره کرد که از سال ۲۰۲۲ روی یک سامانه رانش راکت-رمجت تنفسی انجام میدهد؛ سامانهای که میتواند در موشکی به اندازه Stinger جای بگیرد و بخشی از تلاش علمی و فناورانهای به نام Red Wasp است. راکت-رمجتها فناوری تازهای نیستند، اما به دلیل مزایایی که در برد و سرعت، بهویژه برای ارتش آمریکا، فراهم میکنند دوباره مورد توجه قرار گرفتهاند.
شکلدهی QuadStar بر جنبههای دیگر طراحی، بهویژه جستوجوگر، اثر مستقیم دارد. Stinger دماغهای کندتر دارد تا میدان دید سر جستوجوگر داخلی بهینه شود.
Murphy گفت: در MHTK «حدود سه نوع جستوجوگر مختلف داشتیم. یکی از آنها در بخش جلو پنجرههایی، اگر بخواهید اینطور بگویید، برای نوعی سامانه نیمهفعال لیزری داشت. همین رویکرد را اینجا به کار گرفتیم؛ پنجرههایی داریم که به جستوجوگر فروسرخ ما اجازه میدهد مسیر را ببیند.»
او در توضیح کلیتر افزود: «در همه حوزهها، فناوری دوربین و دیگر فناوریهای نوری پیشرفت کرده است. هنوز کارهای بسیار جالبی میتوان با طول موجهای مختلف نور انجام داد. اجزایی که برای کار کردن نیاز به مراقبت و تنظیم دائمی ندارند، بسیار توانمند شدهاند.»
به گفته Murphy، پیکربندی جستوجوگر QuadStar باعث میشود این بخش در مجموع پیچیدگی کمتر و در نتیجه هزینه پایینتری داشته باشد.
او افزود: «آنچه در Miniature Hit-to-Kill آموختیم این بود که از نظر قطر تا چه حد میتوانیم کوچک شویم و همچنان الکترونیک کارآمد داشته باشیم و همچنان گلولهای داشته باشیم که تولید آن مقرونبهصرفه باشد. کوچکسازی الکترونیک نسبت به چند سال پیش، چه برسد به ۵۰ سال پیش، جهشی بسیار بزرگ داشته است.»
برخلاف MHTK که برای نابودی هدف با صرفا نیروی برخورد طراحی شده بود، QuadStar درون خود سرجنگی انفجاری دارد؛ اما این سرجنگی نیز طوری طراحی شده که تا حد ممکن فشرده باشد و در عین حال اثر لازم را حفظ کند. Murphy گفت: «اگر بتوانید سرجنگی را به هدف نزدیکتر کنید و اگر آن سرجنگی برای چنین موقعیتهایی بهینه شده باشد، میتوانید اثرات بسیار کشندهای نه فقط علیه پهپادهای کوچک، بلکه علیه اهداف بالثابت هم داشته باشید.»
به گفته Murphy، کارهای پیشین دیگر لاکهید مارتین روی «سامانههایی که یا قابل حمل نفر هستند یا اپراتور در چرخه تصمیمگیری آنها حضور دارد» نیز وارد توسعه QuadStar شده است.
QuadStar همچنین طراحی ماژولار و معماری باز دارد تا یکپارچهسازی قابلیتها و کارکردهای تازه و بهبودیافته در آینده آسانتر شود. Murphy گفت همین موضوع اکنون به شتاب دادن به کار توسعه تکرارشونده، از جمله تغییرات بر پایه بازخورد اعضای ارتش، کمک میکند.
Murphy همچنین یادآور شد که ارتش برنامه NGSRI را طوری ساختاربندی کرده است که مالکیت معماری اصلی پشت هر طرحی را که در نهایت انتخاب شود، در اختیار خود بگیرد. این کار به ارتش انعطاف بسیار بیشتری میدهد تا در آینده بتواند ارتقاهای ارائهشده از سوی طرفهای ثالث را وارد سامانه کند.
او جمعبندی کرد: «آنچه تلاش کردیم انجام دهیم این بود که تجربهمان در کنترل آتش، تجربهمان در هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، تجربهمان در آیرودینامیک موشکها و در جستوجوگرها را کنار هم بگذاریم تا به موشکی کمهزینه برسیم که بتواند در بردهای واقعا بلند به سراغ اهداف برود و همچنان کارهایی را انجام دهد که از چنین سلاحی انتظار دارید.»
Murphy گفت تیم QuadStar در تصمیمات طراحی، افزون بر عملکرد و مقرونبهصرفه بودن، تولیدپذیری را نیز در نظر گرفته است. او نتوانست برآوردی از قیمت واحد ارائه کند، اما گفت قیمت موشک قرار است بسیار پایینتر از سقف هدفگذاریشده ارتش باشد. قیمت واحد نمونههای تازهتولید نسل فعلی Stinger در سالهای اخیر حدود ۴۰۰ هزار دلار گزارش شده است.
اگرچه الزامات NGSRI ارتش خواهان امکان استفاده از معماری پرتابگر موجود Stinger است، لاکهید مارتین همچنین در حال توسعه یک Command Launch Assembly یا CLA تازه برای بهکارگیری QuadStar در حالت قابل حمل نفر است. این کار تا حد زیادی به دلیل نیاز به قابلیتهای هدفگیری بهتر، متناسب با برد افزایش یافته موشک جدید، انجام شده است.
حتی امروز هم Stinger در پیکربندی قابل حمل نفر سامانه نشانهروی نوری نسبتا ابتدایی دارد. میتوان یک دوربین دید در شب نیز روی آن نصب کرد، اما این افزونه بهطور محسوسی دستوپاگیر است. یک آنتن IFF یا تشخیص دوست از دشمن هم برای کاهش احتمال آتش خودی فراهم شده است. نشانههای صوتی، همراه با بازخورد فیزیکی به استخوان گونه از طریق یک مبدل استخوانی، تنها هشدارهایی هستند که اپراتور برای بازجویی موفق IFF و قفل هدف دریافت میکند. هر کمک اضافی برای یافتن هدف در ابتدا نیز از طریق ارتباط با دیگر نیروها، یا شفاهی یا رادیویی، انجام میشود. ارتش همچنین شلیک Stinger از Lightweight Command Launch Unit یا LWCLU موشک ضدتانک Javelin را آزمایش کرده است؛ واحدی که قابلیتهای هدفگیری بهتری ارائه میکند.
CLA جدید لاکهید مارتین برای QuadStar اپتیک بسیار بهتر را با یک سامانه هدفگیری رایانهای ترکیب میکند که از پیشرفتهای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین بهره میبرد.
Murphy در توضیح کلی درباره پیشرفت اپتیک از زمان طراحی اولیه Stinger گفت: «اگر به اپتیک موجود در دوربین تلفن همراه امروزتان در مقایسه با آنچه من در Zeiss Ikon خود در دهه ۱۹۷۰ داشتم فکر کنید، کیفیتی که از این نوع دوربینها میگیرید واقعا شگفتانگیز است.»
او افزود: «میتوانیم از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین استفاده کنیم تا به شناسایی خودکار هدف، ردگیری خودکار هدف و تشخیص خودکار نوع هدف کمک شود؛ تا سربازان و تفنگداران دریایی مطمئن باشند چیزی که به سوی آن شلیک میکنند همان چیزی است که واقعا قصد درگیری با آن را داشتهاند، و بتوانند این کار را در بردی فراتر از آنچه امروز انتظار میرود انجام دهند.»
Murphy توضیح داد: در QuadStar «تیرانداز از طریق Command Launch Assembly به دنبال هدف میگردد. وقتی هدف را کشف کرد، فرایندی در CLA کمک میکند مشخص شود چه نوع هدفی است، احتمال دوست یا دشمن بودن آن چقدر است و مسائلی از این دست. وقتی تصمیم گرفتند هدفی است که میخواهند ردگیری کنند، میتوانند آن را بهصورت خودکار دنبال کنند. سپس وقتی زمان درگیری رسید، عملاً چند دکمه را پشت سر هم میزنند و موشک را پرتاب میکنند.»
او ادامه داد: «خود موشک پس از خروج از لوله روی هدف قفل میکند و با هدف درگیر میشود؛ امیدواریم در بردی بسیار بلند.» بهطور کلی «میکوشیم مراحل لازم برای یک درگیری را به شکل محسوسی کاهش دهیم تا فرایند آنقدر طولانی نباشد. تلاش میکنیم برخی چیزهایی را که ممکن است در عملیات کمی چالش ایجاد کنند برداریم.»
در حال حاضر، امکان شبکهکردن CLA با گرههای دیگر در یک معماری پدافند هوایی یکپارچه بزرگتر در دست بررسی است. بسیاری از سامانههای دفاع هوایی بزرگتری که اکنون از Stinger استفاده میکنند، مانند Sgt. Stout و سامانه قدیمیتر Avenger، هماکنون درجاتی از قابلیت دریافت نشانه از منابع بیرونی دارند.
Murphy با نگاه عملیاتی گفت: «وقتی از دید عملیاتی به موضوع فکر میکنید، میخواهید آن قطعهتجهیزات تا حد ممکن از اوضاع آگاه باشد. حتی شاید خوب باشد اگر آن قطعه تجهیز بتواند اطلاعاتی را دوباره به سامانه بازگرداند.»
او افزود: «همه روی معماریهای آینده خود کار میکنند.» این موضوع پرسشهایی ایجاد میکند: «چه جریان اطلاعاتی را میتوانیم مدیریت کنیم؟ چه جریان اطلاعاتی اصلا ارزشمند است؟ بخشی از ماجرا این است که آیا از نظر فنی میتوانید انجامش دهید؟ بله. آیا ارزش آن را دارد که برایش زمان و تلاش صرف کنید؟ فکر میکنم بر اساس الزامات کسانی که باید از آن استفاده کنند، هنوز روشن نیست — اجازه بدهید همینقدر بگویم.»
Murphy گفت لاکهید مارتین CLA جدید خود را سامانهای میبیند که همین حالا هم در مقایسه با آنچه امروز در Stinger موجود است، قابلیت بسیار بهتری برای کشف و درگیری با تهدیدها ارائه میکند. با این حال اذعان کرد که تقاضا برای قابلیتهای بیشتر جهت کمک به یافتن و ردگیری اهداف در بردهای طولانیتر ممکن است در آینده افزایش یابد. بهبود همجوشی حسگرها و اتصال شبکهای، بهویژه در معماریهای دفاع هوایی و موشکی، حوزههایی هستند که ارتش و بقیه نیروهای مسلح آمریکا به آنها علاقه زیادی دارند. ارتش در حال بهکارگیری معماری شبکهای جدیدی متمرکز بر مأموریتهای دفاع هوایی و موشکی به نام Integrated Battle Command System یا IBCS است.
باید توجه داشت که رقابت لاکهید مارتین و Raytheon برای NGSRI هنوز کاملا در جریان است. با توجه به فشار ارتش برای اینکه موشک جدید بتواند در زیرساخت موجود Stinger جا بگیرد، هر شرکتی که قرارداد را ببرد میتواند انتظار منفعت مالی قابل توجهی داشته باشد. تفنگداران دریایی آمریکا نیز انتظار دارند برای جایگزینی Stingerهای خود NGSRI بخرند و شاخههای دیگر نیروهای مسلح آمریکا هم ممکن است همین مسیر را دنبال کنند. دهها کاربر دیگر نیز در سراسر جهان Stinger را در پیکربندیهای گوناگون به کار میبرند.
Murphy همچنین به ظرفیت استفاده از QuadStar در حوزههای دیگر، از جمله بهعنوان جنگافزار هواپرتاب و در نصبهای دریایی، اشاره کرد. با این حال گفت تمرکز فعلی بر کاربردهای زمینی است. Stinger هماکنون میتواند در نقش هوا به هوا و همچنین از پایههای نصبشده روی شناورها به کار رود. رشد تهدید پهپادها نیز اکنون تقاضای گسترده تازهای برای رهگیرهای ضدهوایی کمهزینهتر ایجاد کرده است؛ از جمله رهگیرهایی که بتوانند از هواپیماهای بالثابت سرنشیندار و بیسرنشین، و از بالگردها پرتاب شوند.
جنگ جاری در اوکراین نیز در سالهای اخیر دوباره Stinger و دیگر سامانههای پدافند هوایی قابل حمل نفر را به مرکز توجه آورد. نیروهای اوکراینی از انواع MANPADS علیه بالگردهای روسی، پهپادها و حتی موشکهای کروز فروصوت با اثرگذاری قابل توجهی استفاده کردهاند.
#Ukraine: Another Russian cruise missile (Kh-101/Kh-55) was shot down by Ukrainian 9K38 Igla MANPADS operators today. Two 9M39 missiles are fired, with one striking the target.
December 29, 2022
این نمونه منتشرشده در X نشان میدهد چگونه تیمهای اوکراینی با سامانههای دوشپرتاب علیه موشکهای کروز روسی عمل کردهاند.
همانطور که Murphy هنگام صحبت درباره QuadStar برجسته کرد، جنگ اوکراین اهمیت مقرونبهصرفه بودن و تولیدپذیری را هم نشان داده است. پس از تهاجم تمامعیار روسیه در سال ۲۰۲۲، Raytheon برای پاسخ به افزایش تقاضا با دشواری واقعی روبهرو شد. انتقال ذخایر بزرگ Stinger از سوی ارتش آمریکا به اوکراین نیز تأکید بیشتری بر جایگزین NGSRI گذاشته است.
عملیاتهای اخیر آمریکا در خاورمیانه نیز بهطور کلی نگرانیهای فزاینده درباره کفایت ذخایر مهمات موجود و توان بازپر کردن آنها را برجسته کرده است؛ بهویژه اگر درگیری بزرگی، مانند جنگی در اقیانوس آرام علیه چین، رخ دهد.
Murphy به TWZ گفت: «در پایان روز، اگر این ماشین فوقالعاده ظریف را بسازید که به دلیل دشواری ساخت، ماهانه تنها یکی از آن تولید میشود، در واقع به هیچکس کمکی نکردهاید.»
در مورد NGSRI، ارتش قصد دارد طی چند سال آینده میان QuadStar و پیشنهاد Raytheon انتخاب کند و امیدوار است بهکارگیری موشکهای سطحبههوای کوتاهبرد جدید خود را تا سال ۲۰۲۸ آغاز کند.