(See) Next Generation Frigate F127 (F124 Nachfolger)

[Kul14]

Ein rotierendes Radar hat grundsätzlich den Vorteil das man eine deutlich größere Antenengröße verwenden könnte und somit die Reichweite größer wäre als bei einem Radar mit vier Flächen und gleichem Gewicht. Darüber hinaus geht es ja bei BMD nicht darum das Ziel mit dem Radar dauerhaft zu beleuchten sondern nur ausreichende Daten zur Verfügung zu stellen, damit die Abfangrakete an einen Punkt gelangt wo der eigene Sucher das Ziel auffinden kann. In dem Bereich wo eine 360° Abdeckung zu jeder Zeit benötigt wird, nämlich bei dem Abfangen von Anti Schiffsraketen springt dann APAR ein, welches man auch dank der begrenzten Größe schön weit oben integrieren kann.

Das SPY-1 war zu anfangs ja gar nicht für BMD vorgesehen sondern nur als "normales Multifunktionsradar", daher würde ich die vier großen Antennen die relativ weit unten angebracht werden müssen eher als damalig sinnvollen Kompromiss bezeichnen, der für die Kreuzer angemessen war.

Ich glaube hier entscheidet letztendlich der konkrete Schiffsentwurf ob wir ein rotierendes oder vier feste Antennen sehen, ausschließen würde ich keines der Konzepte. Je größer der Entwurf, desto wahrscheinlicher wären vier Antennen.

Das TRS-4D LR für die F124 ist ja quasi das ELM-2090S SPECTRA von ELTA, welches in erster Linie auch für BMD entwickelt wurde und daher sicher auch für die F127 interessant wäre.

[ede144]

Ein rotierendes Radar hat grundsätzlich den Vorteil das man eine deutlich größere Antenengröße verwenden könnte und somit die Reichweite größer wäre als bei einem Radar mit vier Flächen und gleichem Gewicht. Darüber hinaus geht es ja bei BMD nicht darum das Ziel mit dem Radar dauerhaft zu beleuchten sondern nur ausreichende Daten zur Verfügung zu stellen, damit die Abfangrakete an einen Punkt gelangt wo der eigene Sucher das Ziel auffinden kann. In dem Bereich wo eine 360° Abdeckung zu jeder Zeit benötigt wird, nämlich bei dem Abfangen von Anti Schiffsraketen springt dann APAR ein, welches man auch dank der begrenzten Größe schön weit oben integrieren kann.

Das SPY-1 war zu anfangs ja gar nicht für BMD vorgesehen sondern nur als "normales Multifunktionsradar", daher würde ich die vier großen Antennen die relativ weit unten angebracht werden müssen eher als damalig sinnvollen Kompromiss bezeichnen, der für die Kreuzer angemessen war.

Ich glaube hier entscheidet letztendlich der konkrete Schiffsentwurf ob wir ein rotierendes oder vier feste Antennen sehen, ausschließen würde ich keines der Konzepte. Je größer der Entwurf, desto wahrscheinlicher wären vier Antennen.

Das TRS-4D LR für die F124 ist ja quasi das ELM-2090S SPECTRA von ELTA, welches in erster Linie auch für BMD entwickelt wurde und daher sicher auch für die F127 interessant wäre.

Merkwürdigerweise ist beim AB die Schiffsgröße der limitierende Faktor Bei der Radarleistung.

[Pmichael]

Ein rotierendes Radar hat den Vorteil man spart sich zwei bis drei weitere Antennen. Mit allen taktischen und operativen Nachteile.
Das amerikanische AN/SPY-6(V)1 ist schlicht die Luxusversion für Schiffsradare. Die vollständige und gleichzeitige Radarabdeckung und Fähigkeit zur Bekämpfung gegen ballistischen Ziele, Raketen, Luft und Oberflächenziele mit der simultanen Fähigkeit des Elektronischen Kampfes.

[Kul14]

Das problem bei SPY1/6 ist, dass das Radar wegen seines Gewichtes relativ weit unten installiert werden muss und somit zusammen mit seiner Frequenz z.b. nicht für die Oberflächensuche geeignet ist und auch beim frühzeitige Erkennen von Anti-Schiffsflugkörpern nur eine durchschnittliche Leistung abliefert. In der Realität dient es deswegen ja auch Haupsächlich als Weitbereichsradar und bekommt weitere Radare an die Seite gestellt, die im Falle der USN mittlerweile alle veraltet sind.

Was ich damit sagen möchte: Hat man ein modernes X-band Radar wie das APAR kann man auch beim Weitbereichsradar ein anderes Konzept verfolgen. Z.B. ein rotierendes Radar, welches zwar keine simultane 360° Abdeckung bietet, dafür aber eine höhere Reichweite. Das ist ja letztendlich das Konzept welches wir von allen aktuellen europäischen Zerstörern kennen. Und wenn man den Angaben im Internet trauen darf hat das Smart-L ja auch eine höhere Reichweite als das SPY-1 bzw. das Smart-L EWC eine höhere Reichweite als das SPY-6. Während APAR im Nahbereich eine deutlich bessere Auflösung bietet. Den Amerikanern fehlt eine solche Lösung. Sie war mal für die Zumwalt geplant, aber aus Budgetgründen wurde sie gestrichen.

[spooky]

Grundsätzlich würde mich zwar schon mal interessieren welche Reichweiten du für SPY-6(V1) meinst und wo die herkommen aber selbst wenn es eine seriöuse Quelle wäre, liegt es in der Natur der Sache, das man derlei Daten nur sehr schwer vergleichen kann.
In der aktuellen Thales Broschüre zum SMART-L MM-N steht „It covers an instrumented range of maximum 2000 km against space objects and ballistic missile targets.“ Aber was das genau bedeutet wissen wir nicht. Das kann bedeuten das Radar ist bei einer geführten Suche, bei dem es im Prinzip schon weiß wo das Ziel zu erwarten ist in der Lage ein Ziel von 1qm RCS aufzufassen, oder es kann selbstständig z.B. einen Suchfächer von 60° x 5° aufspannen und Ziele mit 0,01 qm RCS erkennen. Zwei völlig aus der Luft gegriffene Beispiele, die aber was die Leistungsfähigkeit des Radars angeht weit auseinander liegen.

Ich glaube auch nicht, das der Blick zu den alten SPY-1 Schiffen oder den aktuellen europäischen AAW-Schiffen weiterhilft. Entscheidend ist doch was möchte man mit der F-127 für Fähigkeiten ab 2030+ abdecken. Und wenn man da das große Rad drehen möchte sprich BMD mit oder in der Liga der SM-3 und das mit dem IAMD Gedanken verknüpft wird man nicht darum herum kommen viel Geld für die Sensorik auszugeben. Ein rotierendes System, das man im Zweifelsfall anhalten muss wäre in meinen Augen nur eine Notlösung entweder weil der Entwurf etwas anderes nicht hergibt (siehe LCF/F-124, trifft aber auf ein neu zu beschaffendes Schiff nicht zu da die Sensorik dann eben entwurfsbestimmend ist) oder eben aus Budgetgründen.

In meinen Augen wäre das jedenfalls zu kurz gesprungen, denn wer weiß denn schon ob man 2035 eine Bedrohungsachse so genau definieren kann um den oben genannten Suchfächer (60°) darauf auszurichten. Die Bedrohungslage kann sich sowohl politisch als auch technisch ändern!

Ich würde in dem skizzierten Szenario (APAR+ SMART-L oder TRS 4D LR) auch ein Fragezeichen hinter die tatsächliche Fähigkeit zur Verbandsflugabwehr durch APAR machen, sollte es eben auf sich alleine gestellt sein. Ein X-Band Radar funktioniert sehr gut in Verbindung mit einem zweiten Radar zur Volumensuche aber wenn man alles mit dem Radar machen muss wird die Leistung deutlich abnehmen.
In dem Zusammenhang finde ich übrigens den italienischen DDX Entwurf bemerkenswert. Die Italiener haben inzwischen ja auch die Vorzüge eines zusätzlichen X-Band Systems entdeckt. Bei dem DDX-Entwurf packen sie dann neben dem festen X-Band und dem festen C-Band noch ein rotierendes L-Band drauf. Da macht man zumindest was die Flugabwehr angeht keine Kompromisse, wenn man das L-Band System zu BMD-Zwecken fest auf eine Bedrohungsachse ausrichtet.
Grundsätzlich entspricht das grob meiner irgendwo mal skizzierten Lösung eines Tri-Band Schiffes, wobei mir da ehr X, S und L vorschwebten. Aber da Italien ja auch einen Haus- und Hoflieferanten hat muss man eben nehmen was dieser im Programm hat. ;-)

[Kul14]

Natürlich gibt es keine verlässlichen Daten zu den einzelnen Reichweiten. Wenn man Wikipedia fragt wird für das Smart-L von Thales ein Wert von 400km angegeben (angeblich auf 480km per software verbessert) und für das Spy-1 werden 175 nm angegeben, also etwa 325 km. Natürlich sind beide radare auch keine Option für die F127, aber es sind halt Representanten für die jeweiligen Konzepte.

Das man ein rotierendes Radar wirklich anhalten muss, da bin ich ehrlich gesagt noch skeptisch. Nur alle paar Sekunden den kompletten Überwachungsbereich abzusuchen wird für BMD vollkommen ausreichend sein. Was die Waffenlenkung angeht denke ich auch dass das kein Problem sein sollte schließlich lassen sich ballistische Flugbahnen hervorragend berechnen. Kritisch könnte es bei Hyperschallwaffen werden.

Wie gesagt wenn die Schiffsgröße es her gibt halte ich zwei fixe Radar mit je vier Antennen auch für am besten, aber ich würde niemals auf das X-Band Radar verzichten wollen, nur damit ich ein großes S-oder L-Band Radar mit 4 Antennen einbauen kann.

[Pmichael]

Instrumental Range sind halt bei einem Radar so ne Sache.

Davon mal abgesehen ist jede der vier Antennen des SPY-6 Radars in der selben Größenordnung des SMART-L.

[DeltaR95]

Das man ein rotierendes Radar wirklich anhalten muss, da bin ich ehrlich gesagt noch skeptisch. Nur alle paar Sekunden den kompletten Überwachungsbereich abzusuchen wird für BMD vollkommen ausreichend sein. Was die Waffenlenkung angeht denke ich auch dass das kein Problem sein sollte schließlich lassen sich ballistische Flugbahnen hervorragend berechnen. Kritisch könnte es bei Hyperschallwaffen werden.

Genau für BMD reicht aufgrund der hohen Geschwindigkeit eines Zieles und inzwischen auch deren Manövrierfähigkeit ein rotierendes Radar NICHT aus.

Damit das Radar eine Reichweite von z.B. 2000 km erreicht, muss die Drehrate so reduziert werden, dass Zielechos auch noch empfangen werden können - dies ist so langsam, dass man die Antenne de facto in das Staring zwingt. Alle 30 bis 60 Sekunden einen Bereich erneut abzutasten reicht für BMD rein physikalisch nicht aus - oder man macht die Trackfenster so groß für den nächsten Sweep, dass die Gefahr von Mehrfachzielen exorbitant hoch wird und operativ nicht verwendbar.

[Kul14]

Instrumental Range sind halt bei einem Radar so ne Sache.

Davon mal abgesehen ist jede der vier Antennen des SPY-6 Radars in der selben Größenordnung des SMART-L.

Ja genau das ist der Punkt. Spy-6 ist in dieser Ausführung für Zerstörer und Kreuzer gedacht und nicht für eine F124 mit 6000t. Die Fregatten der Consttellation Class bekommen nur die deutlich kleinere V3 Version.

Die Reichweite hat auch nichts mit der Drehgeschwindigkeit zu tuen. Smart-L rotiert konstant mit 12 u/min. Man bekommt also mind. alle 5s ein Update. Die Reichweite für BMD wird vor allem über die Fokussierung erreicht. Das bedeutet das z.B die tieferen Höhenwinkel nicht mehr vollständig abgesucht werden können. Eine Sache die alle AESA-Radare gemein haben: Sie können alles, aber nicht alles gleichzeitig zu 100%. Daher ja auch der Vorschlag von Spooky wie beim DDX-Entwurf sogar drei Radare zu verbauen.

Nicht unwahrscheinlich, das die Einsparungen (Gewicht, Kosten und Energie) durch ein rotierendes Weitbereichsradar es ermöglichen ein drittes Radar, wie z.B das TRS 4D (fixed) zu verbauen. Wobei auch einfach APAR mit mehr Leistung denkbar wäre...

[Mike112]

Ja genau das ist der Punkt. Spy-6 ist in dieser Ausführung für Zerstörer und Kreuzer gedacht und nicht für eine F124 mit 6000t. Die Fregatten der Consttellation Class bekommen nur die deutlich kleinere V3 Version.

Die F127 wird wohl >> 10.000t werden..........

[Pmichael]

In der viel zitierten Übung hat die Fregatte über 300 Sekunden Tracking aufrechthalten müssen. Mir ist nicht ganz klar wieso ein rotierendes Radar eine Option ist.

[Grolanner]

Tracking bedeutet aber doch nicht, dass das Ziel 300sec lang angebrummt wird, sondern nur, dass man 300sec einen einen definierten Track ohne große Missweisung hat. Oder hat sich da was geändert, in den letzten 25 Jahren Dann wäre das allerdings ein Rückschritt!

[Ottone]

Die Geschwindigkeit hat sich geändert (BMD mit Mehrfachsprengköpfen und Tauschkörpern als zu lösende Aufgabe), und es sind manövrierende Hyperschallwaffen hinzu gekommen, die nicht einer ballistischen Bahn folgen.

[Kul14]

Das Problem ist halt das wir die eierlegende Wollmichsau in Sachen Radar auch nicht auf ein 15000t Schiff bekommen (siehe SBX-1 als extremes Beispiel), wir werden also nicht nur auf die Effektivität schauen müssen sondern auch auf die Effizienz.
Das Konzept des Spy-1/6 als ein großes Radar für Alles halte ich hier für einfach nicht mehr Zeitgemäß. Was ja auch eig seit langen durch die NATO Anti-Air Warfare System Study bestätigt wird. Auf der Suche nach dem richtigem Kompromiss wird man sich auch mit Konzepten wie ein einem rotierendem Radar auseinander setzen müssen. Natürlich ergebnissoffen....

Das Sampson Radar der Type 45 Zerstörer ist ein gutes Beispiel für einen solchen Kompromiss. Hier ein Auszug aus dem englischem Wiki, der das ganz gut darstellt:

Although the SAMPSON radar does not provide continuous 360-degree coverage, it rotates at 30 revolutions per minute, and with two back-to-back arrays, no part of the sky lacks coverage for more than half a second on average (the precise time varies as the beams can also be swept back and forth electronically). In addition, the use of a smaller number of arrays allows the system to be much lighter, allowing placement of the arrays at the top of a prominent mast rather than on the side of the superstructure as in the Dutch or US ships. Placing any radar emitter at a higher altitude extends the horizon distance, improving performance against low-level or sea-skimming targets; SAMPSON is at approximately double the height above the waterline than the arrays of equivalent ships in foreign navies. Although precise details of the SAMPSON's performance in this regard are unlikely to enter the public domain, such factors may mitigate the disadvantages of fewer arrays.

Some tasks are difficult to combine: for example, (long-range) volume search consumes substantial radar resources, leaving little room for other tasks like targeting. Combining volume search with other tasks also results either in slow search rates or in low overall quality per task. Driving parameters in radar performance is time-on-target or observation time per beam. This led to the Royal Navy selecting the S1850M long-range radar to complement SAMPSON on the Type 45 destroyers. This also resulted in the NATO Anti-Air Warfare System study (NAAWS) defining the preferred AAW system as consisting of a complementary Volume Search Radar and MFR. This gives the added advantage that the two systems can use two different radar frequencies; one being a good choice for long-range search, the other a good choice for an MFR (physics makes both tasks difficult to combine).

[spooky]

Ich glaube nicht, das irgend jemand eine F-127 mit nur einem Radarsystem plant. Ich kann mir jedenfalls nicht vorstellen, das die Marine da mitgeht. Selbst bei der Modernisierung der F-123 hat man ja explizit zwei Systeme ausgeschrieben, obwohl man da auf Basis der zu erwartenden Restnutzung sicherlich am ehesten auch auf eine günstigere All-in-One Lösung hätte setzen können.

Ich würde mich da auch nicht an SPY-1 oder SPY-6 als das "eine" große Radar festbeißen. Auch die USA hat spätestens in der "radar/hull study" eine favorisierte Lösung mit AMDR-S + AMDR-X definert (In der ursprünglichen Planung der Flight III Burkes dann als 4 S-Band Arrays und 3 X-Band Arrays). Das der AMDR-X Anteil aktuell durch SPQ-9B realisiert wird, sehe ich als ein US-spezifisches Thema (Risiko Minimierung bei der Wiederaufnahme der Burke Klasse nach dem Zumwalt Fiasko, Verzicht auf ein komplettes Redesign des Burke Aufbaus, etc.). Uns muss das nicht krämen, denn die F-127 wird ja hoffentlich sowieso ein neuer Entwurf.
Man muss an der Stelle aber auch darauf hinweisen, das man je nach Lesart auch das 14 Fuss AMDR-S SPY+15 als nicht ausreichend für verschiedene Szenarien angesehen hat. In wie weit die Aussage so heute noch Bestand hat kann man allerdings nicht sagen. Das waren ja alles über 10 Jahre alte theoretische Betrachtungen, die damals schon zu einer uneinheitlichen Bewertung führten und Raytheon hat ja in den letzten Jahren medienwirksam bekannt gegeben, das SPY-6 (1) deutlich empfindlicher ist als gefordert (ggf. also ein SPY+20 sein könnte).

Natürlich muss man ggf. über Kompromisse nachdenken aber die sehe ich persönlich allenfalls darin das weitreichende BMD auf einen Sektor zu beschränken aber dann bleibt immer noch das Problem, das ein X-Band Radar für sich alleine sicher auch nicht die NAAWS-Studie erfüllt. Es müsste also ein drittes System an Bord. In meinen Augen bleiben also die Optionen:
Festes X-Band + großes festes S-Band Radar
oder
Festes X-Band + ergänzendes C- oder S-Band + großes rotierendes S- oder L-Band, das für die BMD Aufgabe fest ausgerichtet wird.

Und nein auch ein SBX-1 ist keine eierlegende Wollmilchsau ;-)