Luftstrid: Jaktrobotar Och Motmedel

Nästkommande artikel kommer att handla om den svenska JAS 39 Gripen och vad som potentiellt skulle kunna hända om denna skulle befinna sig i strid ovanför svenskt territorium i nutid.

För att bättre kunna förstå den artikeln, så kommer här en introduktion till några av den moderna luftkrigföringens vapen och luftstrid i allmänhet.

 

Värmesökande Jaktrobotar

När det kommer till modern luftkrigföring så spelar jaktroboten en väsentlig roll. Sedan de först introducerades under 1950-talet så har de förändrat hur strid i luften utspelar sig.

De första jaktrobotarna använde sig av infraröd strålning för att söka sig till sitt mål. Inte genom att sända ut några signaler utan istället att leta efter starkt lysande källor, t.ex. som värmen från en jetmotor.

Har en IR-sökare endast himlen som bakgrund och en varm jetmotor att leta efter kan jobbet vara enkelt. IR-sökare kräver att målbilden inte är allt för plottrig, därför har många av dem ganska restriktiva synfält där sökaren kan leta efter sitt mål.

Detta gör jaktrobotar av denna typ mest effektiva i närstrid, speciellt i kurvstrid då det ena jaktplanet befinner sig bakom det andra.

En jaktrobot med IR-sökare träffar sitt mål. I det här fallet handlar det om den amerikanska jaktroboten AIM-9L Sidewinder, en jaktrobot som har blivit standard i många delar av världen. Man kan tydligt se på den mittersta bilden hur jaktroboten söker sig till den varmaste punkten (dvs. den som avger mest infraröd strålning) i detta fall utblåset från drönarens jetmotor. Bilden togs under tester av den nya L-varianten av Sidewinder, 1978. Jaktrobotar av denna typ användes flitigt av båda sidorna i kriget och erfarenheterna ledde till utvecklingen av nya varianter. L-varianten av AIM-9 var den första jaktroboten med all-aspekt sökare vilket innebar att den kunde avfyras mot mål även om de inte visade det varma utblåset från sin jetmotor. Sedan dess har AIM-9 utvecklats i flera varianter - den senaste AIM-9X. Bild: U.S. Navy.

Äldre IR-sökare hade synfält på ca 25-30 grader åt alla riktningar (dvs. totalt 60 graders synfält i en kon) och kunde endast låsa sig på mål som visade utblåset från sin jetmotor. De var heller inte helt ovanligt att de tappade siktet på ett manövrerade mål eller låste sig på Solen.

Moderna varianter har ett mycket större synfält (omkring 60 grader åt båda håll) och vissa av de bästa kan söka mål som befinner sig närmare 90 grader från det avfyrande jaktflygplanet.

Detta beror dels på att själva IR-sökarna är känsligare och bättre kan sortera bort andra källor som inte är av intresse. För att detta skall vara effektivt så måste de kontinuerligt kylas vilket uppnås genom att använda argongas eller kväve.

Det finns två saker som skiljer IR-sökande jaktrobotar åt när det kommer till själva målsökandet: om de är all-aspekt eller inte och enfärgade eller flerfärgade. Moderna varianter har vad som kallas för en all-aspektsökare (engelskans: all-aspect) vilken är så känslig att den kan låsa ett mål från alla perspektiv (dvs. vinklar).

Jaktrobot med IR-sökare, då och nu. Nutidens IR-sökare är inte lika begränsade när det kommer till målets aspekt, eller sökarens eget synfält, som deras föregångare. Teoretiskt sett kan de modernaste jaktrobotarna med IR-sökare spåra mål i vinklar som närmar sig 90 grader från stridsflygplanet som avfyrar den. Detta kräver dock att piloten har tillgång till HMD (Helmet Mounted Display), ett system som elektroniskt visar information direkt på pilotens visir, för att kunna låsa ett mål på detta sätt. Piloten markerar vart sökarhuvudet på jaktroboten skall söka efter sitt mål, detta innebär alltså att det inte är helt nödvändigt att låsa målet innan jaktroboten avfyras. Notera att vinklar och skalor i denna grafik endast är för illustration och är därför inte enhetliga med varandra. Grafik: krigsvetenskap.blogg.se; Flygplansikoner: Anand Prahlad, IN och Marat, RU.
 

De IR-sökare som enbart förlitar sig på infraröd strålning kallas för "enfärgade" och moderna varianter som även använder ultraviolett strålning för målsökning kallas för "flerfärgade".

Det klassiska motmedlet att använda mot jaktrobotar med IR-sökare är så kallade facklor, starkt lysande signalljus vilka skjuts ut i snabb följd bakom stridsflygplanet. Detta leder till att jaktrobotens IR-sökare inte längre kan skilja på vad som är ett varmt jetutblås eller inte.

Flerfärgade IR-sökare nyttjar UV-strålning för att särskilja motmedel från det riktiga målet. Således är dessa mycket svåra att bekämpa med konventionella facklor. Det finns andra motmedel som kan vilseleda moderna jaktrobotar av detta slag, men dessa hör inte till normen.

 

Radarsökande Jaktrobotar

Den andra typen av jaktrobot som är ledande är de som använder sig av radar för att söka upp sitt mål. Man kan dela upp dessa jaktrobotar i två typer, beroende på hur de använder radar för att bekämpa ett mål.

Semiaktiv radarmålsökning innebär att jaktroboten följer radarsignalerna från jaktplanet som avfyrade den. Detta var den vanligaste typen av radarmålsökare i tidiga jaktrobotar eftersom den är förhållandevis enkel att konstruera.

Problemet med jaktrobotar av denna typ är att piloten kontinuerligt måste belysa målet med flygplanets radar tills dess att roboten träffar. Detta innebär att om piloten måste manövrera för att undvika hot så bryts radarsökningen och roboten kommer med största sannolikhet att missa.

Grafiken visar hur en jaktrobot med semi-aktiv radarsökare fungerar. 1) Den angripande piloten (a) använder sin egen radar för att belysa målet (b), detta skickar information till jaktroboten (c) som kan avfyras när den har låst sig på målet. 2) Efter det att jaktroboten har avfyrats måste radarsystemet fortsätta att belysa målet under jaktrobotens färd. Detta för att kunna beräkna när och var jaktroboten kommer att träffa målet, denna information översätts till robotens styrfenor vilka sätter den på rätt kurs. 3) Slutligen så kommer jaktroboten att träffa målet, om radarsystemet behåller sin låsning på målet det vill säga. Jaktrobotar av detta slag är mycket enklare att konstruera än jaktrobotar med aktiv radarmålsökning. Därför var de tidigare vanligare än den andra varianten. Men eftersom att piloten måste behålla låsning på målet tills det att jaktroboten träffar, sätter det restriktioner på vad han kan och inte kan göra. Av den anledningen så är aktiv radarmålsökning mera önskvärd. Grafik: krigsvetenskap.blogg.se; Flygplansikoner: Anand Prahlad, IN och Marat, RU.
 

Mer moderna jaktrobotar som använder aktiv radarmålsökning har sin egen radar och lider inte av detta problem. Det enda som krävs är att piloten låser målet med sin radar och avfyrar roboten, sedan letar roboten själv upp sitt mål utan att piloten behöver göra någonting.

Uppdaterad information angående jaktrobotens position i relation till målet skickas kontinuerligt till jaktroboten genom en krypterad datalänk. Informationen översätts sedan till rörelser i jaktrobotens styrfenor vilka styr den på rätt kurs.

Jaktrobotar av denna typ är mycket farliga eftersom eldledningsradarsystemet på ett jaktflygplan inte behöver låsa radarn på målet för att avfyra roboten. Radarsystemet kan spåra ett stort antal mål samtidigt, något som på engelska kallas för soft-lock.

På detta sätt får målet ingen förvarning om att en jaktrobot med aktiv radarmålsökning har avfyrats. Den enda varningen piloten får är när radarvågorna från sökradarn träffar flygplanet. Han måste därför utgå ifrån att en robot redan är avfyrad mot honom. Överraskningen kommer när jaktrobotens egen radar aktiveras - då kan det redan vara försent.

 

Att Bekämpa Jaktrobotar

Det finns ett antal olika tekniska och elektroniska motmedel ett stridsflygplan kan utrustas med för att reducera risken att bli träffad av en målsökande jaktrobot. Piloten i det angripna stridsflygplanet kan även använda sig av en del egna trick.

Ett av de mest grundläggande försvaren en pilot kan utföra för att undvika inkommande jaktrobotar är att göra snäva manövrar i luften. I sin ensamhet är detta dock inte speciellt effektivt mot moderna jaktrobotar, men tillsammans med andra motmedel så fyller det en viktig funktion.

För det första så tvingar det jaktroboten att förlora rörelseenergi eftersom den själv måste manövrera för att träffa målet. Om jaktroboten avfyrats på ett långt avstånd innebär det att den kanske inte har nog med energi att träffa ett manövrerande mål.

Många jaktrobotar har dock förmågan att manövrera tiofaldigt bättre än stridsflygplan, speciellt jaktrobotar för närstrid.

Genom att placera en inkommande jaktrobot runt 90 grader (1) från det egna stridsflygplanet (a) så kan en pilot öka sina chanser att undvika jaktroboten (b). Jaktroboten beräknar ständigt en kurs för att genskjuta sitt mål (c), den jagar inte stridsflygplanet bakifrån som ofta ses i Hollywood-filmer. Eftersom det laterala (sidoställda) avståndet mellan jaktflygplanet och jaktroboten ständigt ändras, så måste jaktroboten manövrera för att kunna leda målet (2). Effekten av detta är att jaktroboten förlorar rörelseenergi på grund utav luftmotståndet. Detta är det första tricket en stridspilot kan ta till för att öka sina överlevnadschanser. När jaktroboten är nära bör han bruka motmedel och manövrera sitt flygplan i snäva kurvor, både i vertikalen och i det horisontella. Jaktroboten måste slösa ytterligare energi genom att följa stridsflygplanets manövrar. Grafik: krigsvetenskap.blogg.se; Flygplansikoner: Anand Prahlad, IN och Marat, RU.

Alla jaktrobotar presterar efter de omgivande förhållandena. En jaktrobot som har en teoretisk maximal räckvidd på 80 kilometer, har under vissa förhållanden endast en räckvidd på 40 kilometer. Höjden som jaktroboten avfyras på har stor betydelse, höga höjder har tunnare luft vilket innebär att roboten kan behålla sin rörelseenergi bättre.

När en stridspilot upptäcker att en jaktrobot är på ingående så bör han först och främst vända sitt stridsflygplan så att den inkommande jaktroboten befinner sig runt 90 grader från flygplanet. Detta tvingar jaktroboten att konstant förlora rörelseenergi genom att manövrera mot målet. Detta eftersom det skapar lateral (dvs. sidoställd) separation mellan de två.

Denna manöver kallas på engelska för beaming och lärs ut som en grundläggande manöver för att reducera risken att bli träffad av en inkommande jaktrobot. 

En annan manöver en stridspilot kan använda sig av är den på engelska kallad för notching. Vanligtvis använder sig eldledningsradarsystem av dopplereffekten för att avgöra målets hastighet och riktning (1). Eldledningsradarn (a) skickar ut radarvågor av en viss våglängd (b), när dessa reflekteras på målet (c) så återvänder de till mottagaren i en annan våglängd. Om målet flyger bort från eldledningsradarn så blir våglängderna längre än de som skickas ut och vice versa. Ett mål som använder sig av notching (2) flyger vinkelrätt (d) i relation till eldledningsradarn vilket leder till att den relativa hastigheten minskar. Eldledningsradar måste filtrera bort objekt som inte rör sig (t.ex. marken) för att inte fylla skärmen med falska mål. När den relativa hastigheten mellan radarn och målet minskar, så filtrerar radarn bort målet (e) eftersom det närmar sig den minsta hastigheten som radarn är inställd för. Detta fungerar dock endast mot radarsystem som brukar sig av dopplereffekten. Grafik: krigsvetenskap.blogg.se; Anand Prahlad, IN och Marat, RU.
 

Även målets aspekt är viktig då många radarsystem använder sig av den så kallade dopplereffekten för att beräkna en anfallsvinkel. Radarvågorna som reflekteras på målet har olika frekvens beroende på om målet förflyttar sig bort eller närmare eldledningsradarn.

Detta kan enkelt föreställas som sirenerna på en ambulans eller brandbil - ljudet skiftar tonläge beroende på om det närmar sig eller ökar avståndet. Precis samma sak gäller med radarvågor. Det är även så ett radarsystem beräknar målets hastighet - skillnaden i frekvenser (eller mera korrekt: våglängderna).

 

Elektroniska Motmedel

Elektroniska medel för att bekämpa jaktrobotar innefattar bland annat störsändare. Dessa verkar på två sätt, för det första så kan störsändare härma radarsystemets signaler, vilket innebär att den skickar falska ekon av målets hastighet, höjd, avstånd och riktning - information som är viktig för att beräkna om jaktroboten kan träffa eller inte.

Eller så kan störsändaren ge en bild av att det finns många fler mål, vilket leder till att piloten som vill låsa på målet inte vet vilka hot som är falska eller sanna. All störsändning är dock mest effektiv på långa avstånd eftersom radarsystem till slut kan "bränna" sig igenom de falska signalerna.

Flera moderna jaktrobotar med radarmålsökande system kan dock låsa på de falska signalernas ursprung och således träffa ett störsändande mål oavsett. Störsändning (likt aktiv SONAR på en ubåt) har dock lång räckvidd och är ett ypperligt sätt för ett flygplan att röja sin närvaro.

 

Facklor Och Remsor

Andra motmedel ett stridsflygplan kan ta till hjälp är så kallade facklor och remsor. Facklor är kort och gott starkt lysande signalljus som består av magnesium och andra metaller som brinner mycket hett. Dessa kan förvilla IR-sökare på jaktrobotar eftersom de utgör en lika stark - eller starkare - källa av infraröd strålning.

Facklor pumpas ofta ut i stora mängder för att ytterligare försvåra arbetet för en jaktrobot. Vissa moderna IR-sökare (mångfärgade) använder sig även av UV-strålning för att filtrera bort falska mål såsom facklor.

Även stridsflygplan kan nu använda sig av UV-sökare för att varna piloten om att en jaktrobot är på ingång. Tidigare var detta inte möjligt då IR-varnare även reagerade på andra värmekällor vilket inte är önskvärt.

Ett annat knep en pilot kan använda sig av är helt enkelt att dra ner på gasen, vilket innebär att utblåset och avgaserna inte är lika varma som annars.

Facklor och remsor i aktion. Här är det amerikanska jaktflygplan av typ F-15E "Strike Eagle" som uppvisar hur det ser ut när man brukar motmedel av detta slag. För en jaktrobot med IR-sökare skapar facklor i denna mängd en plottrig målbild och förvirrar målsökaren. Facklorna består av lättantändliga material såsom magnesium och brinner med hög värme vilket skapar stark infraröd strålning. Vanligtvis skjuts både remsor och facklor ut tillsammans mot inkommande hot, piloten kan inte alltid veta vilken typ av jaktrobot det handlar om. Vid anfall mot markmål på låga höjder använder sig attackplan och multirollplan flitigt av facklor för att minska risken från närluftvärn som t.ex. bärbara luftvärnsrobotar.
 

För att bekämpa jaktrobotar som använder sig av radar för målsökning krävs dock andra metoder. Stridsflygplan använder sig av så kallade remsor, vilka består utav aluminiumfolie, plast, glasfiber eller andra material vilka kan reflektera radarvågor.

Remsor användes för första gånger under det andra världskriget, då de spreds ut i närheten av armador av bombflygplan för att förvilla tysk radar. Även tyskarna använde sig av remsor för att förvilla fiendens radarsystem.

Eftersom radar brukar olika våglängder så måste även remsorna vara av specifika mått. Således krävs det att man vet vilka hot man potentiellt kan stöta på under ett uppdrag för att kunna bruka remsor effektivt. Det finns t.ex. remsor som inte ger utslag på civil radar, detta för att inte störa flygtrafiken.

 

Förhoppningsvis har du en bättre bild av hur moderna luftstrider går till och vilka vapensystem som vanligtvis används. Nästa gång skall vi se hur det svenska JAS 39 Gripen står sig gentemot potentiella motståndare.