NAVIGACE

Průzkumný letoun U-2R/TR-1A

připravil ing. Stanislav KAUCKÝ

Průzkumný letoun U-2 byl vyvinut počátkem 50. let na požadavek amerických vzdušných sil a CIA s cílem operovat nad hranicí dostupu stíhacích letounů a výškového dosahu protiletadlových raketových systémů ve vzdušném prostoru cizích států. Letouny U-2 v období od července 1956 do dubna 1960 bezpečně působily v ruském vzdušném prostoru. Letouny jsou stále v operačním použití, koncem 60. letech byla obnovena výroba vytvořené verze U-2R a koncem 70. let opět jako nové verze TR-1. Původní verze byla U-2A, s lepšími motory pak U-2B, verze U-2C s prodlouženou přídí, hřbetním kontejnerem pro elektronické vybavení, zvýšenou kapacitou paliva a výkonnějšími motory J75-P-13B.

TR-1A

Verze U-2D byla buď vybavena speciálními senzory nebo jako cvičná dvoumístná verze, U-2E se zdokonalenými prostředky REB, U-2F se schopností doplňování LPH za letu a konstrukce verzí U-2G a U-2J byly přizpůsobeny pro operování z letadlových lodí. Celkem bylo vyrobeno 55 letounů U-2, které byly v souvislosti s neúměrným protěžováním úlohy kosmického průzkumu počátkem 60. let přesunuty do zálohy. V roce 1968, poté co bylo uznáno, že kosmický průzkum není všemožný, byly letouny navráceny do provozu a obnovena jejich výroba. Výsledkem byla řada speciálně upravených verzí, které byly odrazem stále rostoucích požadavků na průzkum i hledání cesty k naprosto univerzálnímu provedení letounu. Takový letoun se však nikdy nepodařilo sestrojit a zjednodušeně lze tvrdit, že co soudobý letoun U-2 a TR-1, to svým způsobem originál.

Konstrukce a provedení letounu U-2 a TR-1 se podobají spíše kluzáku, než proudovému letounu.

Jedinečný pohled do kabiny letounu U-2. Uspořádání kabiny a vybavení přístrojové desky nejsou nijak přepychové, ale zato účelné.

Snad skutečně neexistují dva letouny, které by byly úplně stejné. Verze letounu U-2R má zvětšeno rozpětí křídel, delší trup a nese objemné křídlové kontejnery, které rozšiřují celkový prostor vnitřních trupových sekcí. Bylo jich vyrobeno 12. Mohou dosáhnout maximální operační výšky 22 860 metrů, tedy o málo menší než předchozí verze. Poslední verze rodiny letounů U-2 je TR-1 (zkratka TR znamená Tactical Reconnaissance – taktický průzkum). TR-1 je těžší než U-2R, hlavním charakteristickým rysem je zaměnitelná příď a odlišný typ hřbetní UHF spojovací antény. Podstatné změny oproti standardní verzi U-2R jsou ale uvnitř, v jeho elektronickém vybavení. Letoun TR-1 je mimo jiné vybaven zdokonaleným systémem REB, průzkumným radiolokátorem s vysokou rozlišovací schopností typu SAR ASARS (Airborne Synthetic Aperture Radar System).

Černý nátěr na pozadí tmavé modré oblohy ztěžuje odhalení a současně pohlcuje elektromagnetickou energii a je i hůře zjistitelný radary protivníka

SYSTÉM PLSS

Některé letouny byly přizpůsobeny pro zabudování systému radiotechnického průzkumu a navedení zbraní PLSS (Precission Emitter Location Strike System), ale plány použít tyto prostředky jako hlavní prvek tzv. „průzkumného a palebného systému“ byly zrušeny. V první polovině 80. let byl systém PLSS se třemi synchronně působícími letouny TR-1A velkým šlágrem a módní záležitostí. Stal se předmětem hlavního zájmu prakticky všech velkých vojenských cvičení. Na mnoha mapách dominovaly typické křivky tří oválných obletů v blízkosti státních hranic s mnoha šipkami symbolického rádiového spojení a přenosu dat pozemním palebným prostředkům a taktickým letounům. Závažné problémy se synchronizací časového zaměřování byly předzvěstí krachu uměle zvýhodňovaného systému, jako základu budoucího „digitálního bojiště“. Ve druhé polovině 80. let také bublina s PLSS definitivně splaskla. Zařízení PLSS je používáno i dnes, ale pouze samostatně z jednoho letounu, nikoliv z vytvářené široké základny tří synchronizovaných letounů. Letouny U-2/TR-1 se dočasně stáhly do pozadí, aby se vynořily při sebemenším ohnisku ozbrojeného konfliktu – od války v Perském zálivu až po soudobou Bosnu, kde velmi intenzívně působí dodnes a jsou nenahraditelným zdrojem tolik potřebných informací. Nutno poznamenat, že letouny, podobné svými možnostmi a provozními parametry s tak širokým stupněm univerzálnosti a bohatou škálou speciálního vybavení, nebyly a nejsou k dispozici. A to je hlavním důvodem toho, že letouny U-2R a TR-1A dodnes používají americké vzdušné síly (USAF).

Upravený letoun U-2 pro působení z letadlové lodi

 

Část letounů U-2R je trvale umístěna na letecké základně Fairford ve Velké Británii. Organizačně náleží 9. operační skupině v Beale (California, USA), kde je i jejich domovská letecká základna. V současné době se letouny U-2R významně podílejí na monitorování pohybu jednotek a rozmísťování bojové techniky v krizové oblasti bývalé Jugoslávie. Samozřejmě, že letouny, které zahájily provoz již před 44 lety nemohou v původním provedení vyhovovat soudobým podmínkám a požadavkům na vzdušný průzkum a proto si objektivně vynucují průběžné modernizace. Jedná se zejména o zlepšení jak provozních parametrů a možností, tak o neustálé zkvalitňování jejich radioelektronického vybavení a speciálních prostředků vzdušného průzkumu.

Letoun TR-1A při návratu z průzkumné mise

 

OBSAH MODERNIZACE LETOUNŮ U-2R

Program modernizace letounů U-2R byl schválen Úřadem pro vzdušný průzkum amerického ministerstva obrany (DARO - Defense Airborne Recconaissance Office) v roce 1993 a zahrnut společně s bezpilotními letouny typu TIER do skupiny prostředků vzdušného průzkumu, působících ve velkých výškách. V poslední době byly zdokonaleny elektrooptické multispektrální kamery SYERS (SENIOR YEAR Electro-Optical Reconnaissance). Náklady dosáhly výše 60 mil. USD. Velení amerického vojenského letectva prosadilo ve finančním období 1996 až 2001 realizaci několika dalších zdokonalení. Hlavním garantem projektu je americká firma Lockheed. Mimo ní se na něm podílejí týmy specialistů amerických společností Hughes Aircraft Radar Systems Group a Loral Western Development Laboratories. Dosud nejrozsáhlejší modernizační opatření se týká pohonné jednotky, radioelektronických prostředků průzkumu, přenosu dat a avioniky, přičemž podrobné informace o celkovém rozsahu úprav jsou přísně utajovány. Jedná se však o 11 různých typů prostředků vzdušného optoelektronického, rádiového a radiotechnického průzkumu a družicové navigace a 4 typy prostředků utajeného směrového spojení a přenosu dat. Oficiální zveřejněné náklady na realizaci projektu přesahují částku 400 mil. USD, skutečné náklady však budou pravděpodobně vyšší. Možnosti těchto modernizovaných verzí letounů U-2R jsou nyní ověřovány v reálných podmínkách nad Bosnou. Americké vojenské letectvo plánuje modernizovat celkem 37 letounů U-2R, organizačně začleněných u strategických vzdušných sil amerického vojenského letectva, dislokovaných na letecké základně v Beale (California, USA). Jedná se o 33 základních jednomístných verzí U-2R, 3 dvoumístné cvičné verze U-2RT a 1 další verzi U-2R poškozenou při letecké nehodě. Ta má být přestavěna na čtvrtou cvičnou verzi U-2RT. Přestavba všech 37 letounů U-2 amerického vojenského letectva byla v Advanced Development Company, pobočce firmy Lockheed, známé pod názvem Skunks Works (Palmdale, California, USA), údajně dovršena koncem roku 1998. Zastaralé motory J75-PW-13B o maximálním tahu 75,62 kN firmy Pratt & Whitney, byly používány od poloviny 50.let. Ty jsou nyní nahrazovány výkonnějším typem F118-GE-101 bez přídavného spalování o maximálním tahu 84,552 kN. Jedná se o upravenou obměnu typu motoru F118-GE-100, který pohání strategický bombardovací letoun B-2B SPIRIT firmy Northrop Grumman. Hmotnost nového motoru F118-GE-100 je o 555 kg nižší než J75-PW-13B. Lepší poměr tahu k hmotnosti o 16 % spolu se snížením měrné spotřeby paliva zvyšují vytrvalost letu přibližně o 3 hodiny, tzn. až na 12 hodin a zároveň umožní letounu operovat na vyšších letových hladinách než doposud. Statický dostup tím byl zvýšen z původních 27 400 m až na 31 000 m, operační dolet (bez průzkumné výstroje) o 2200 km, tj. z 5200 na 7400 km.

Schematický nákres konstrukčního provedení letounu U-2/TR-1

 

Do letounů jsou rovněž instalovány přijímače družicového navigačního systému GPS. Přijímač GPS je schopen spojitě určovat polohu letounu s přesností 8 až 15 metrů a periodicky korigovat odchylky inerciálního navigačního zařízení s laserovým gyroskopem. Zvýšení přesnosti určování polohy se projeví hlavně v podstatně kvalitnější výstupní informaci, např. elektrooptické multispektrální kamery SYERS, využitelné pro geografické a topografické účely, nebo radiolokátoru s vysokou rozlišovací schopností ASARS-2. Určování poloh pozemních cílů v reálném čase s přesností řádově metrů umožňuje navedení přesných protizemních zbraní na malorozměrné, i bodové cíle.

 

SOUDOBÉ MODERNIZAČNÍ PROJEKTY

Ale tím vše nekončí, protože podle posledních informací Výzkumný ústav amerických vzdušných sil chystá uzavřít nový kontrakt na realizaci dalšího 18 měsíčního projektu, který má být zahájen příští měsíc, tedy v březnu roku 1999. Jeho hlavním úkolem je ověřit integraci tzv. „multisenzorového slučování obrazových informací“ ze třech průzkumných prostředků – multispektrální kamery, hyperspektrálního senzoru a zdokonaleného radiolokátoru s vysokou rozlišovací schopností ASARS-2 v rámci projektu AIP (ASARS Improvement Program) pro dosažení možnosti snímkování objektů a bojové techniky, ukrytých pod vegetací a maskovacími sítěmi. Součástí projektu je rovněž zdokonalení optoelektronických senzorů SYERS P3I, které by mělo zajistit kompatibilitu ve zdokonalených regionálních systémech CARS MISU plánování misí vzdušného průzkumu, přenosu a zpracování dat. Ověřeny mají být i nové technologie pro vyhledávání, analýzu a vyhodnocování nejdůležitějších pozemních cílů a slučování jejich polohy s digitální mapou. Garantem všech těchto projektů je Americká agentura pro pokročilé projekty DARPA, která pro tyto účely vyvíjí speciální algoritmy.

Výstražný přijímač na koncích křídel varuje pilota při ozáření letounu radary protivníka

PRŮZKUMNÉ PROSTŘEDKY

Letoun U-2R je výjimečný svojí širokou univerzální a variabilní zástavbou průzkumné techniky, kterou lze podle požadavků a konkrétních úkolů průzkumu operativně instalovat do několika vyčleněných sekcí - upravené přídě, střední trupové tzv. "Q" sekce, která se nachází těsně za pilotní kabinou, "E" sekce mezi Q sekcí a podvozkem a případně do dvou objemných kontejnerů pod křídly. Pro představu - každý kontejner má průměr 1 m, délku 8,23 m, objem 2,55 m3 a celkovou hmotnost včetně senzorů 544 kg.

Schematické znázornění univerzálnosti vybavení letounu různými radioelektronickými prostředky

RADAR ASARS

Základním prvkem radioelektronického vybavení letounu U-2R je průzkumný radiolokátor nové generace s vysokou rozlišovací schopností ASARS-2 (Advanced Synthetic Aperture Radar System). O tomto špičkovém typu průzkumného radiolokátoru byly uveřejněny pouze základní informace, podrobné údaje a možnosti jsou přísně utajovány. Průzkumný radiolokátor ASARS-2 je určen k vyhledávání a sledování pozemních pohyblivých cílů (MTI - Moving Target Indication), nepohyblivých cílů a mapování terénu (MAPPING) za všech povětrnostních podmínek na vzdálenost až 160 km. Zjištěné pozemní cíle lze zobrazit na pozadí digitální mapy. Radiolokátor je schopen zaměřovat polohy pozemních cílů, provádět jejich třídění podle velikosti (resp. efektivní odrazné plochy), sledovat skupinové i jednotlivé cíle s rozlišovací schopností 0,5 až 2 metry (tzn. že dva cíle vzdálené od sebe 0,5 až 2 metry již rozpozná jako dva). Současné zdokonalovací opatření a dostupnost nových technologií má posunout tuto schopnost pod 0,5 metru (uvádí se lepší než 0,3 metru).

Plošná fázovaná anténa radaru ASARS-2.

 

Nahrazení analogového počítače radiolokátoru číslicovým umožní využívat režim detekce pohyblivých cílů a jejich zobrazování na zdokonaleném indikátoru EMTI (Enhanced Moving Target Indicator). Vysílač radiolokátoru pracuje s pseudonáhodnou změnou kmitočtu (tzn. že pracovní kmitočet se během vysílání rychle mění) v pásmu 8 až 12 GHz. Dvojitá plošná fázovaná anténa radiolokátoru ve tvaru V s odklonem asi 30° zajišťuje elektronické boční snímání do obou stran od směru letu v sektorech širokých až 110°. Instalace radiolokační antény si vyžádala prodloužení příďového dielektrického krytu o 0,91 metru.

         

Detailní snímky přídě letounu zachycují radioprůzračný radom, který skrývá anténu radaru s bočním vyzařováním typu SAR ASARS-2. Nahoře je nasávací otvor náporového vzduchového chladiče radaru.

 

Radiolokátor ASARS-2 se vyznačuje mimořádně vysokou kvalitou výstupní informace a je efektivní zejména pro tzv."detailní průzkum". S ohledem na značnou operační výšku je vhodný zejména pro průzkum skrytých oblastí, které jsou pro běžné průzkumné prostředky s ohledem na okolní terénní překážky obvykle nedostupné. Vhodný formát výstupních dat je přímo využitelný např. v rámci automatizovaného systému vzdušného radiolokačního průzkumu a navedení JSTARS (Joint Surveillance and Target Radar System). V prostoru Bosny jsou zasazeny dva letouny E-8 tohoto systému, které působí na nižších operačních výškách než letouny U-2R. Plná provozní slučitelnost prostředků průzkumu dovoluje např. sesouhlasit směrování vychylovaného svazku radiolokační antény do směru zdroje vyzařování elektromagnetické energie (aktivního vysílače). Cíl lze i vyfotografovat jak ve viditelné, tak v infračervené části kmitočtového spektra. Proto se uvádí, že letoun U-2R je schopen vést tzv. multispektrální průzkum, který je zárukou vysoké pravděpodobnosti a věrohodnosti zjišťování pozemních cílů.Dalším důležitým průzkumným prostředkem je zařízení rádiového a radiotechnického průzkumu a zaměřování PLSS (Precision Location and Strike System). Umožňuje vyhledávat a zaměřovat polohy aktivních vysílačů, zdrojů elektromagnetické energie na vzdálenosti několika stovek kilometrů.

Radar ASARS-2 poskytuje snímky s rozlišovací schopností 0,5 až 2 metry
(vlevo snímek, vpravo plošná fázovaná anténa radiolokátoru).

 

OPTOELEKTRONICKÉ PROSTŘEDKY A FOTOGRAFICKÉ KAMERY

Klasické průzkumné prostředky - optické filmové kamery s tzv."mokrým filmovým materiálem" jsou nyní nahrazovány digitálními s možností uchování digitalizovaných snímků vysoké kvality a jejich přenosem do pozemních vyhodnocovacích středisek během letu. Dále může být letoun vybaven průzkumnou kamerou typu LOROP (Long Range Oblique Photography), speciální kamerou MODEL 73B s extrémně vysokou rozlišovací schopností (k detailnímu vyhodnocování pozemních cílů), multispektrální formátovou kamerou RC-10, resp. vylepšeným typem RC-20.

Uložení speciálních senzorů v křídlových kontejnerech.

Pro přesné topografické snímkování lze využít metrické kamery HR-732 a HP-37, kamery se svislým snímáním či barevný řádkový snímač pro různé oblasti kmitočtového spektra (tzv. LINESCAN). Pro speciální úkoly (např. vyhodnocování magnetických anomálií při vyhledávání i zamaskované obrněné techniky) lze využít magnetometr. Dalšími průzkumnými prostředky jsou gravitometr, infračervený spektrometr, radiometr, přesný fázový interferometr a další. Pro zvýšení bezpečnosti osádek a pravděpodobnosti přežití letounů U-2R při překonávání PVO a působení v cizím vzdušném prostoru, jakým je i Bosna, jsou letouny vybavovány kvalitativně novými aktivními a pasivními prostředky REB vlastní ochrany.

K dispozici je široká škála fotografických kamer pro širokoúhlé panoramatické, detailní, svislé i šikmé snímkování.

 

POZEMNÍ VYHODNOCOVACÍ STŘEDISKA

Výsledné multispektrální snímky lze po digitalizaci během letu předávat rádiem v reálném čase do pozemních vyhodnocovacích středisek TRIGS (Tactical Reconnaissance Integration Ground Station) amerického taktického letectva na vzdálenost až 500 km. Směrový širokopásmový přenosový systém pracuje v kmitočtovém pásmu od 14 do 18 GHz. Operátoři pozemních několika zasazených středisek TRIGS mohou získané informace dále zpracovávat, volit měřítko zobrazení digitalizovaných snímků, vybírat cíle k automatickému sledování, apod. Středisko TRIGS bylo vyvinuto firmou Loral za 139 mil. USD. Koncem roku 1995 bylo vytvořeno americko-britské konsorcium firem General Electric Aerospace a GEC Ferranti, jehož úkolem je vyvinout zdokonalenou mobilní verzi střediska, označenou CARS (Contingency Airborne Reconnaissance System). Středisko CARS má být maximálně přizpůsobeno regionálním konfliktům, zejména v evropských podmínkách.

Letouny U-2R jsou nenahraditelnými pomocníky v procesu monitorování krizových oblastí, jakou je např. dnešní Bosna. Kvalitní velkoplošné zobrazování v celé hloubce zájmového prostoru bývalé Jugoslávie poskytuje velitelským orgánům kvalitní a reálné údaje o dislokaci a veškerých přesunech zejména těžké obrněné techniky znesvářených stran, ale i dislokovaných sil SFOR. Vojenskými specialisty jsou kladně hodnoceny značný objem, kvalita a rozlišovací schopnost zpracovávané informace a zejména schopnost perfektní součinnosti letounů U-2R s ostatními prostředky a systémy taktického vzdušného průzkumu.