Türk İnsansız Savaş Uçağı Projesi (MİUS)

Bölgede AESA radarlı savaş uçağı olmayan tek ülke biz kaldık ama ne hazindirki dünyada AESA uçak radarı üreten bir kaç ülkeden biriyiz.
Linkback: Ynt: Türk İnsansız Savaş Uçağı Projesi (MİUS)

@putty;

Bipolar Bozukluk diye anılan bir akıl hastalığı var; komşum bu hastalıktan mustarip. Sizde de aynı rahatsızlığın bulunduğundan kuşkulanmaya başladım! 

Bir mesajınızda "gümbür gümbür geliyoruz", diğerinde "aesa'lı uçağımız yok, ah vah!"   

Baykar Kızılelma'nın son test uçuşunda MURAD AESA radar ve TOYGUN EO pod kombinasyonunun başarıyla entegre edilmesini gerçekten önemli bir adım olarak görüyorum. Uzun süredir bu projeyi takip eden biri olarak bu gelişmenin hava muharebeleri açısından teknik ve taktik anlamda ciddi bir eşik olduğunu düşünüyorum.

MURAD AESA mimarisi, sinyal-gürültü oranı, doppler çözünürlüğü ve çok hedefli izleme kabiliyetiyle platforma hızlı hedef kilidi ve elektronik karıştırmaya karşı direnç kazandırıyor. TOYGUN EO pod ise pasif IR/TV algılama ve lazer işaretleme özellikleri sayesinde radar yayınına gerek duymadan hedef doğrulama ve terminal kılavuzluk imkanı sunuyor. Bu ikili BVR (Beyond Visual Range) döngüsünü kısaltarak tespitten atış kararına kadar geçen süreyi ciddi şekilde azaltabilir. Özellikle uygun stand-off mühimmatlar eklendiğinde Kızılelma'nın ilk vuruş potansiyelinin artacağını değerlendiriyorum. Bununla birlikte, sadece hava-hava değil, hava-yer görevlerinde de gövde içi uyumlu SOM entegrasyonu gibi adımlar atılırsa platformun stratejik hedeflere karşı caydırıcılığı artacaktır.

Hava-hava muharebesi açısından bakıldığında 4++ sınıfı avcı uçaklar halen teknik üstünlüğe sahip. Daha büyük AESA antenleri, yüksek yayın güçleri, gelişmiş elektronik harp (EW) ve IRST sistemleri ile kinematik kabiliyetleri onları öne çıkarıyor. Ancak Kızılelma'nın gücü bu uçaklarla bire bir çatışmadan ziyade ağ tabanlı harekatta ortaya çıkacak. Barış Kartalı gibi AEW platformları, yer radarları ve diğer paydaşlar (Akıncı, TB2/3, Anka, KAAN, F-16) ile düşük gecikmeli veri bağlantıları sayesinde Kızılelma'nın algılama menzili ve hedef izleme kapasitesi genişleyecektir. Bu sayede erken tespit, hedef paylaşımı ve "sürü + stand-off" konseptiyle 4++ uçakların reaksiyon penceresi daraltılabilir. Başka bir deyişle, doğrudan güç karşılaştırmasında 4++ uçaklar üstün olsa da ağ merkezli harekat senaryosunda Kızılelma ciddi bir taktik baskı unsuru olabilir.

Dezavantaj olarak değerlendirilebilecek noktalar da mevcut. Anten apertürü ve iletim gücü sınırlamaları nedeniyle maksimum tespit menzili insanlı büyük avcıların gerisinde kalabilir. Soğutma ve enerji kısıtları, radarın sürekli yüksek güçte çalışmasını zorlaştırabilir. Ayrıca platformun kinematik olarak manevra kabiliyeti sınırlı olduğundan yakın muharebede zayıf kalma riski var. Elektronik harp yoğun bir ortamda dost-düşman ayrımında sinyal maskelenmesi veya hedef sınıflandırma hatası ihtimali de göz önünde bulundurulmalı.

İyileştirme açısından en kritik başlıklar sensör füzyonundaki gecikmelerin azaltılması, datalink güvenilirliğinin artırılması, güç yönetimi ve soğutma çözümlerinin optimize edilmesi. Ayrıca ECM/ESM yoğun senaryolarda saha testleri ve ECCM doğrulama çalışmaları platformun gerçek kabiliyetlerini daha iyi ortaya koyacaktır.

Sonuç olarak Kızılelma'ya entegre edilen MURAD ve TOYGUN sistemleri tek başına hava-hava doktrinini kökten değiştirmeyecek olsa da doğru taktik konsept, ağ desteği ve mühimmat uyumuyla modern muharebe sahasında insanlı kuvvetlerin reaksiyon süresini kısaltan, sahayı dinamik biçimde şekillendiren güçlü bir kuvvet çarpanı olacaktır.

Halen anlamıyorum, Kızılelma'nın radar aperturu ve çıkış gücü, soğutma kapasitesi neden 4++ uçaklardan düşük olsun.

Şimdi tekrar görüntüleri izleyince şunu düşündüm. Normalde bu radar görüntülerini blurlayıp göstermemeleri gerekirken böyle açık seçik göstermeleri aslında üstü kapalı bir mesaj. "Biz artık yolumuza bakıyoruz,  bizi daha fazla oyalayamazsınız. " mesajı.

@Mehmet05 hocam kısaca aklında olan soruyu kendi değerlendirmem ile cevaplamak isterim.

Esasında kızılelma'nın radar apertürü ve çıkış gücünün 4++ uçaklara göre daha düşük olması konusundaki yorumum tamamen platformun fiziksel boyut, enerji bütçesi ve soğutma kapasitesiyle alakalı olmasından kaynaklıdır. Her ne kadar Kızılelma boyut olarak büyük gibi görünsede 4++ sınıfındaki uçaklar ile sistem yerleşimlerinde özellikle burun yapısı karşılaştırmalarında 4++ uçakların çok daha geniş radar anten çapı ( 800-1000 mm) seviyesine kadar çıkabiliyor (örneğin f-15EX'te yaklaşık 1 m civarı). Kızılelma'nın gövdesi esasında (Teknofest ve videolarda)  gördüğüm daha dar ve radar kubbesi daha küçük olduğundan ötürü bu da anten yüzey alanını (aperture) doğal olarak donanım kapasitesini sınırlıyor. anten küçüldükçe hem yayın gücü (transmit power) hem de alınan sinyalin toplanma kapasitesi azalıyor bu da tespit menzilini doğrudan etkiliyor.

Sadece radar kısmında değil esas radarın kritik birleşenlerinden olan soğutma tarafında da durum benzer diyebilirim. İnsanlı savaş uçaklarında radarın t/r modüllerini ve yüksek güçlü yayın devrelerini soğutmak için daha geniş hacimli sıvı soğutma sistemleri, güçlü jeneratörler ve hava kanalları mevcut. Kızılelmada ise insansız bir platform olarak ağırlık ve hacim kısıtlarıyla tasarlandığı için soğutma sistemi kompakt kalmak zorunda çünkü aksi durumda yüksek çıkış gücü uzun süre korunursa modül ısınması ve gürültü artışı yaşanır ki bu da radarın duty cycle'ını düşürür.

Aslında anlatmak istediğim özetle bu fark bir "teknolojik eksiklik" değil, tamamen tasarım ölçeği ve görev profili farkından kaynaklı. Kızılelma'nın hedefi tek başına bir f-15ex gibi dev bir radar taşımak değil aslında onun hedefi daha az güçle görev yapabilen, ağ bağlantılı, sensör füzyonlu bir sistemin parçası olmak. Bundan ötürü tasarımda menzil ve güçten biraz feragat edip düşük iz, düşük ağırlık ve yüksek görev süresi avantajına odaklanıyor mühendisler.

Sayın Captain,

Kızılelmaya yerleştirilen radar +1000 GaN modüllü. Soğutma ihtiyacı da daha düşük. F-15, SU-27 serisi bunlar HI, iri, safkan av uçakları. Kızılelma insansız bir hava aracı. İnsansız olmasından dolayı hacminde önemli bir tasarruf da sağlayabiliyor. KE sıfırdan tasarlanan, 4++ nesle göre, yeni teknolojik uygulamalara imkan sunan bir platform. Bunlar düşünüldüğünde,  soğutma sistemi, jeneratör vs yerleşiminde dezavantaj değil, avantaj da olabilir. Kaan'ın, Volt (Teknoloji) tarafından yapılan 125 kW jeneratörü hazır, kapladığı yer belli. Tek jeneratör bile F-16, Rafale jeneratörlerine göre çok daha düşük hacimde çok daha fazla güç sağlıyor. Kızılelma'da ister bir ister iki tane kullanılması gayet  büyük ihtimal. Bu sebeplerle, HI sınıfı uçaklardan AESA radarlı olanlar hariç, Kızılelma'nın bu bakımlardan herhangi bir 4++ nesil uçak gerisinde kalacağını düşünmüyorum.

Ağ merkezli konsepte sayıca fazla KE olmalı....

@mehmet hocam

Öncelik ile bu katkın için teşekkür ederim. Gan tabanlı T/R modül kullanımı gerçekten verim ve güç yoğunluğu açısından önemli bir avantaj. İnsanlı savaş uçaklarına göre insansız birplatform olması Kızılelma'ya yapısal hacim açısından elbette bazı avantajlar sağlıyor.Bunların arasında kokpit, basınçlandırma, yaşam destek sistemi gibi unsurların olmaması toplam ağırlığı ve hacmi azaltıyor. Yanlız şöyle bir durum mevcut salt radar özelinde bakarsak bu durum hacim tasarrufu değil hacim sınırlaması anlamına geliyor. Çünkü radarın anten dizini güç dağıtım birimleri dalga kılavuzları T/R modülleri ve sıvı soğutma plakaları belirli bir fiziksel alan istediğinden aslında çokta bir boş alan kalmıyor yapısal alanda.

Radar performansı açısından değerlendirdiğimizde tek başına modül sayısı veya jeneratör gücü değil aynı zamanda anten kazancı peak transmit power receiver noise figure (NF) ve duty-cycle altında termal stabilite belirleyici parametreleride unutmamak gerekir.Örnek vermem gerekir ise F-15EX AN/APG-82(V)1 radarında yaklaşık 1500–1800 adet Gan/Gaas hibrit modül, 900–1000 mm anten çapı ve tepe 10–15 kw, ortalama 5–7 kw yayın gücü vardır. Rafale F4'ün RBE2-AA radarında 1000 Gaas modül, 650 mm çap ve yaklaşık 5 kw peak power mevcut. Su-35 Irbis-E ise pasif dizin olmasına rağmen 20 kw peak pulse üretir.

Kızılelma'nın gövde hacmi itibarıyla radar kubbesi 550–650 mm çapında olduğunu tahmin ediyorum.Tabiki bu efektif anten alanı açısından 0.24–0.33 metrekare yüzey verirken insanlı savaş uçaklarında ki özellikle AESA radarı olan 4++ grubundaki F-15EX'in 0.71–0.78 metrekarelik yüzeyiyle karşılaştırıldığında yaklaşık %55 daha az kazanç sağladığını düşünüyorum. Radar menzili ile yayın gücü ve anten kazancı ile doğru orantılı olduğunu düşündüğümüzde sistem gürültüsü ve sinyal-gürültü oranı gereksinimiyle ters orantılı olduğunu belirtmek gerekir.Tahmini değerden konuşur isek 6–8 db kazanç farkı pratikte %30–35 daha kısa tespit mesafesi anlamına geldiğini düşünüyorum.

T/R modül sayısına gelirsek 1000 modül civarı doğru bir kıstastır.Lakin  her modülün çıkış gücü 5–8 W arası olduğunda toplam yayın gücü yaklaşık 5–8 kW olur. Karşılaştırma için F-15EX'in Gan modülleri açık kaynaklarda 10–12 W civarındadır.Bu noktada Kızılelma radarının toplam EIRP değeri 60–62 dbm, F-15EX'in ise 66–68 dbm seviyesindedir.Bu fark küçük görünse de radar menzilinde ciddi etki yaratır.

Soğutma kısmında ise gan modüllerinin ısıl verimi yaklaşık yüzde 60 seviyesinde olsa da toplamda 1000 modül her biri ortalama 5 watt güç ürettiğinde yaklaşık 5 kwlik bir ısı yükü ortaya çıkar. yani radar çalışırken modüllerin önemli bir kısmı bu ısıyı üretir ve bu ısının etkin şekilde sistemden uzaklaştırılması gerekmektedir.Nedeni ise aksi halde radarın uzun süre tam güçte çalışması mümkün olmaz platformda bu ısının dağıtımı genelde insanlı avcı uçaklarındaki fazla yüzeyli sıvı soğutma devreleri yerine kompakt loop sistemleriyle yapılır. Bu sebepten uzun süre yüksek duty-cycle (%60 üzeri) çalışma durumunda radar ısıl sınırlamaya girer ve pulse repetition duty azaltılır.

125 kw jeneratör değeri teorik olarak fazlasıyla yeterli görünse de esasında jeneratörün verimi (%90) güç dönüşüm kayıpları uçuş kontrol sistemleri aviyonikler veri linki elektro-optik sistemler pompa ve sensörlerin toplam çekişi dahil edildiğinde radara ayrılan net güç 10–15 kw civarına düşer. Bunedenle jeneratörün kapasitesi yüksek olsa da radarın fiilen kullanabileceği enerji hala sınırlıdır.

Özetlemem gerekir ise Gan modül + güçlü jeneratör kombinasyonu büyük bir avantaj sağlasa da anten apertürü, ısı yönetimi ve güç tahsisi bakımından fiziksel kısıtlar hala geçerlidir. Bu nedenle Kızılelma'nın radar menzili büyük gövdeli 4++ uçakların AESA'larına göre daha kısa olur. Ancak ağ merkezli yapıda (ör. Barış Kartalı, KAAN, Akıncı, TB3 veri füzyonu) bu fark operasyonel olarak minimize edilir ve taktik etki düzeyi korunur.

Sayın Captain,

Siz halen radar ve hacim gibi özellikler bakımından F-15 EX ile karşılaştırma yapıyorsunuz. F-15 HI bir uçak. F-22'nin Kaan'ın stealth olarak bir tık altı, radar olarak belki eşidi. Safkan bir hava üstünlük uçağı.

Jeneratör olarak dediğim, F-16, Rafale çok daha düşük jeneratör gücü ile uçağın diğer sistemleri yanısıra radarı besleyebiliyorsa, 125 kW jeneratör takılabilecek bir KE radara çok daha fazla güç basabilir, aynı anda soğutmaya da daha fazla enerji gönderebileceği için güç performans bakımından bu uçakların çok daha fazlasını radara ve soğutmaya sağlayabilir.Etkili soğutma yanısıra, GaN modüllerimiz zaten daha az ısınma ile daha verimli çalışacağı için enerji çıkış gücü konusunda çok daha kolay optimum ve maksimum noktalar yakalanabilecektir.   

Tek başımıza SİHA olarak hava üstünlüğüne adanmış, 4++ veya 5. nesil uçak karşısına KE koymadıkça çok fazla da kaygılanmaya gerek yok. Diğer taraftan E-7 veya gelecekte Anka-E, yerden kara, gemi radarları  gibi bir platform ile desteklenebilecek KE, Anka-3 filoları söz konusu olursa, 4++ ve 5. nesil uçaklar karşısındaki avantaj ve dezavantaj ise daha çok, ağ merkezli dizilime, taktiklere ve zekaya bakacaktır.