Wykorzystanie samolotów bojowych Sił Powietrznych do wynoszenia satelitów [ANALIZA]

Porty kosmiczne – utrudnienia w dostępności do infrastruktury

Powszechnie rozpoznawalnym, dedykowanym miejscem do wystrzeliwania rakiet nośnych wraz z ładunkami stanowią porty kosmiczne, nazywane potocznie kosmodromami. Są to ośrodki posiadające odpowiednią infrastrukturę umożliwiającą wykonywanie startów orbitalnych. W kosmodromach odbywa się również montaż, przygotowanie lotu kosmicznego oraz sprawowanie nadzoru nad jego całościowym przebiegiem, co jest skoordynowane z centrum sterowania, którego lokalizacja nie jest jednak uzależniona od położenia portu kosmicznego. Do obszaru, gdzie znajduje się największa liczba kosmodromów należą Stany Zjednoczone.

Oprócz tego, ośrodkami tego rodzaju dysponuje Rosja posiadająca dostęp do infrastruktury zarówno na terenie swojego kraju jak i w Kazachstanie, Szwecja oraz Europejska Agencja Kosmiczna (ang. European Space Agency – ESA) w Gujanie Francuskiej. Takie rozmieszczenie kosmodromów sprawia, że wiele państw ma problemy z dostępnością do nich. Co więcej, wynoszenie technologii satelitarnych do przestrzeni kosmicznej generuje także potrzebę korzystania z rakiet nośnych wiodących przedsiębiorstw kosmicznych, do których obecnie zalicza się przede wszystkim SpaceX. Czynniki te sprawiają, że rozmieszczenie obiektów na orbicie okołoziemskiej związane jest z licznymi utrudnieniami oraz wysokimi kosztami planowanych operacji.

Polska nie należy do krajów dysponujących własną infrastrukturą portów kosmicznych. Jedynymi miejscami, które można rozważać w kategorii prowizorycznych kosmodromów to poligony w Ustce i Drawsku. To właśnie tam odbywają się testy rakiet wykonujących loty suborbitalne. Co ważne, tamtejszej infrastruktury nie można porównywać do międzynarodowych standardów innych kosmodromów. Jednocześnie bardzo dynamicznie rozwijane są innowacyjne technologie satelitarne wymagające wystrzelenia do przestrzeni kosmicznej.

W tym celu wystosowano propozycję wykorzystania samolotów bojowych wycofywanych ze służby w Wojskach Lotniczych Sił Powietrznych RP do transportowania rakiet, na pokładzie których znajdowałyby się satelity komunikacyjne, badawcze i obserwacyjne. Koncepcja ta została opracowana przez badaczy z Wydziału Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa Wojskowej Akademii Technicznej (WAT) we współpracy z Siecią Badawczą Łukasiewicz – Instytutem Lotnictwa (ILOT).

Główne parametry i typologia polskich Su–22 oraz MiG–29

Su–22 zaliczany jest do grupy naddźwiękowych samolotów bojowych, a uszczegóławiając – myśliwsko–bombowych. Reprezentuje on typową konstrukcję charakterystyczną dla struktur lotniczych trzeciej generacji w lotnictwie bojowym. Do jego najbardziej specyficznych cech należą m. in. średniopłat ze zmienną geometrią skrzydeł, półskorupowe poszycie kadłuba wykonane ze stopów metali, ruchomy stożek wlotowy kontrolujący przepływ powietrza do zespołu napędowego, pojedynczy silnik turboodrzutowy z możliwością dopalania i klasyczne usterzenie z dużym statecznikiem pionowym oraz dwoma statecznikami poziomymi.

Su–22 posiada również możliwość przenoszenia w pylonach podskrzydłowych oraz podkadłubowych dedykowanego uzbrojenia do niszczenia celów powietrznych i naziemnych. Konstrukcja ta służy w Wojskach Lotniczych Sił Powietrznych RP od 1984 roku i obecnie stacjonuje w 21. Bazie Lotnictwa Taktycznego w Świdwinie. Polska dysponuje dwoma wersjami tego samolotu: jednomiejscowym wariantem myśliwsko–bombowym (M4) oraz dwumiejscowym wariantem szkolno–bojowym (UM3K).

Wycofanie ze służby Su–22 planowane jest do końca 2025 roku. Uwarunkowane jest to nieadekwatnym wyposażeniem pokładowym, które nie spełnia potrzeb na współczesnym polu walki. W tym miejscu warto wspomnieć o przestarzałej awionice pozbawionej stacji radiolokacyjnej spełniającej standardy NATO. Biorąc pod uwagę te aspekty uznano, że konstrukcja ta po wycofaniu z armii będzie mogła pełnić funkcję wynoszenia do stratosfery zestawów rakietowych.

Podobną koncepcję wystosowano względem samolotu myśliwskiego MiG–29. Jest on wzorcowym przedstawicielem struktur czwartej generacji w lotnictwie bojowym. Do najbardziej charakterystycznych cech w jego budowie technicznej zaliczają się m. in. średniopłat w układzie konstrukcyjnym skrzydła pasmowego, półskorupowe poszycie kadłuba wykonane ze stopów lekkich metali, dwa duże wloty powietrza umieszczone w dolnej części kadłuba, zdwojone turboodrzutowe jednostki napędowe z opcją dopalania i klasyczne usterzenie ze zdwojonymi statecznikami pionowymi i poziomymi w kompozycji płytowej.

MiG–29 dysponuje możliwościami udźwigu uzbrojenia zarówno strzeleckiego jak i pocisków rakietowych klasy „powietrze–powietrze” przeznaczonych do likwidacji celów powietrznych. Istnieje możliwość powieszenia ich w pylonach podskrzydłowych. Z kolei pojedynczy pylon podkadłubowy służył do umieszczania w nim zbiornika z paliwem.

Samoloty te służą w Wojskach Lotniczych Sił Powietrznych RP od 1989 roku oraz stacjonują w dwóch miejscach – w 22. Bazie Lotnictwa Taktycznego w Malborku i 23. Bazie Lotnictwa Taktycznego w Mińsku Mazowieckim. Polska armia posiada na wyposażeniu dwie podstawowe wersje MiG–29: jednomiejscowy wariant myśliwski (A/G) oraz dwumiejscowy wariant szkolno–bojowy (UB/GT).

Wycofanie ze służby MiG–29 planowane jest do końca 2027 roku. Możliwości wydłużania resursu zostały już ograniczone, a co więcej w ostatnich latach samolot ten uczestniczył w licznych incydentach i katastrofach lotniczych. Jednogłośnie stwierdza się, że konstrukcja ta jest przestarzała i nie zaspokaja potrzeb nowoczesnej armii. Tak samo jak w przypadku Su–22 wystosowano propozycję zaangażowania MiG–29 do operacji lotniczo–kosmicznych.

Zdolności operacyjne samolotów Su–22 i MiG–29 do wynoszenia zestawów rakietowych

Na podstawie badań przeprowadzonych przez naukowców z WAT i ILOT zasadne byłoby wykorzystanie konstrukcji Su–22 oraz MiG–29 do wynoszenia z prędkościami naddźwiękowymi ładunków rakietowych do pułapu oszacowanego na 15 tys. km. Ważną kwestię stanowi ograniczony wagomiar tego ładunku, który nie może przekraczać 2–4 ton, co przekłada się na około 2% masy własnej samolotu. Miałaby go stanowić rakieta nośna wraz z satelitą umieszczoną na jej pokładzie, która powyżej 15 tys. km kontynuowałaby lot bez nosiciela. Wówczas masa satelity nie mogłaby przekraczać 50 kg.

Przyjmując takie wartości parametrów trzeba stwierdzić, że Polska zyskałaby możliwość bezproblemowego rozmieszczania nano– i mikrosatelitów na niskiej orbicie okołoziemskiej (ang. Low Earth Orbit – LEO) w przestrzeni kosmicznej. Start samolotu–nosiciela mógłby odbywać się w powierzchni istniejących pasów startowych, nie generując potrzeby budowania nowej infrastruktury kosmicznej. Warto zauważyć, że pierwsze loty testowe byłyby związane z ryzykiem wyczepienia ładunku. Z tego powodu powinny one odbywać się w bliskiej odległości od akwenów, by nie sprzyjać powstawaniu szkód na ziemi.

Pomimo optymistycznych wyników osiągniętych w toku badań nad możliwością wykorzystania samolotów bojowych do wynoszenia zestawów rakietowych istnieją również potencjalne ograniczenia. Zarówno Su–22 jak i MiG–29 mogą wymagać modernizacji, by dopasować ich pylony podskrzydłowe, w których dotychczas przenosiły lotnicze środki rażenia, do podwieszania zestawów rakietowych lub stworzenie do tego celu nowych przestrzeni np. ponad kadłubem samolotu–nosiciela. To zadanie mogłoby zostać powierzone Polskiej Grupie Zbrojeniowej S.A. zrzeszającej Wojskowe Zakłady Lotnicze. Z kolei w jak największym stopniu dopasowaniem rakiety nośnej do struktury samolotów mógłby podjąć się ILOT.

Możliwości konstrukcji F-35 do wynoszenia zestawu rakietowego

W najbliższych latach Siły Powietrzne przejdą przez dogłębną modernizację, która będzie związana z wycofaniem ze służby przestarzałych konstrukcji lotniczych oraz zakupem nowych samolotów. Do najważniejszych, choć nie jedynych, przedsięwzięć należy pozyskanie 32 sztuk samolotu wielozadaniowego piątej generacji F-35A Block IV TR3. Jest on zdolny do m. in. prowadzenia aktywnej i pasywnej walki radioelektronicznej w celu obezwładnienia obrony powietrznej przeciwnika, działań ofensywnych przeciwko wrogim siłom powietrznym, defensywy własnych wojsk w ramach utrzymania i wywalczenia przewagi w powietrzu, rozpoznania, wymiatania, obserwacji, izolacji lotniczej.

Zewnętrze poszycie płatowca zostało zaprojektowane w taki sposób, aby kształt struktury jak najskuteczniej rozpraszał emisję promieniowania fal elektromagnetycznych w ramach rozwoju technologii stealth. W tym celu zniwelowano ilość łuków oraz szczelin pomiędzy łączeniami blach pokrycia, a także ograniczono powierzchnię mechanizmów zwiększających siłę nośną na skrzydłach.

F-35 w wersji A jako jedyny spośród pozostałych posiada stałe uzbrojenie strzeleckie, możliwość podwieszania kierowanych i niekierowanych pocisków rakietowych oraz bomb. By jak najbardziej skutecznie eksploatować ten samolot wielozadaniowy pod konstrukcją płatowca wykorzystano dwie wewnętrzne komory. Na etapie projektowania umieszczono je w części podkadłubowej oraz doposażono w zaczepy podyktowane potrzebie powieszenia i odpowiedniego zabezpieczenia ładunku.

To właśnie te przestrzenie mogłyby potencjalnie służyć do realizacji operacji lotniczo–kosmicznych. Są wystarczająco duże, by pomieścić we wnętrzu relatywnie niewielki gabaryt rakiety nośnej wraz z satelitą. Wdrożenie tego rozwiązania skutkowałoby doskonalszą metodą zabezpieczenia ładunku podczas transportu aż do momentu jego zrzutu i odseparowania od samolotu–nosiciela. Powodowałoby też zmiany zachodzące w parametrach aerodynamicznych lotu.

Ograniczenie obecności obiektów podwieszonych w zewnętrznych pylonach podskrzydłowych oraz podkadłubowych wpływałoby na zmniejszenie echa radiolokacyjnego oraz przepływ laminarny wokół konstrukcji. Oznacza to, że samolot pozostałby „niewidoczny” dla radarów i posiadał zdolność do rozwijania prędkości naddźwiękowych w znacznie krótszym czasie.

Pierwsze egzemplarze samolotu wielozadaniowego F–35A Block IV TR3 mają trafić do Polski w 2026 roku wraz z kompleksowym pakietem zawierającym m. in. zapasowy silnik turboodrzutowy Pratt & Whitney F135, pakiet logistyczny oraz szkoleniowy.

Konkluzje

1. Kosmodromy to wyspecjalizowane ośrodki, które są niezbędne w procesie planowania, przebiegu i finalizacji misji kosmicznych. To właśnie na terenie portów kosmicznych odbywa się wynoszenie ładunków do przestrzeni pozaziemskiej za pomocą rakiet nośnych. Niewiele państw posiada dostęp do własnej infrastruktury technicznej kosmodromów i nie może niezależnie realizować tego typu operacji. Zalicza się do nich również Polska. Rozwiązaniem problemu dotyczącego utrudnionego dostępu do portów kosmicznych jest wykorzystanie samolotów bojowych wycofanych ze służby w Siłach Powietrznych RP jako nosicieli zestawów rakietowych wynoszonych do stratosfery.
2. Samoloty bojowe Su–22 oraz MiG–29 są archaicznymi konstrukcjami lotniczymi, które po wprowadzeniu do służby pierwszych egzemplarzy F–35 zostaną wycofane z polskiej armii. Ze względu na to, że posiadają pylony podskrzydłowe dedykowane przenoszeniu uzbrojenia, ich przyszłe zastosowanie może umożliwić rozwiązanie problemów Polski dotyczących ograniczonego dostępu do kosmodromów. We wspomnianych pylonach będzie możliwość podwieszania zestawów rakietowych oraz wynoszenia ich do stratosfery, by w dalszych fazach operacji rozmieszczać obiekty na niskiej orbicie okołoziemskiej. Co więcej, samoloty te mogłyby służyć zarówno do użytku wojskowego, jak i cywilnego
3. Rozwiązanie bazujące na wykorzystaniu samolotów bojowych do wynoszenia zestawów rakietowych do stratosfery stanowi uniwersalną koncepcję, która mogłaby zostać realizowana również przez nowoczesne konstrukcje lotnicze. Zalicza się do nich F–35A Block IV TR3, którego pierwsze egzemplarze mają trafić do Polski w 2026 roku. Należy jednak zauważyć, że wynoszenie zestawu rakietowego przez samolot będący w służbie Sił Powietrznych RP wiązałoby się z ograniczeniem jego wykorzystania wyłącznie do operacji wojskowych.