Stanou se přílbové zaměřovače standardní výbavou českých stíhačů?
Nedílnou součástí moderních bojových letounů jsou dnes kromě výkonných střel středního a krátkého dosahu i takzvané přílbové zaměřovače HMD (Helmet-Mounted Display), které nejen zlepšují situační povědomí pilota promítáním důležitých údajů přímo do zorného pole očí, ale zároveň významným způsobem rozšiřují obálku použití protiletadlových střel v manévrovém vzdušném boji. Ačkoliv všechny současné taktické poučky říkají, že zavázat se do boje na blízký vizuální kontakt je výraznou taktickou chybou, v reálném souboji k podobné situaci může samozřejmě dojít. Jedním z průkopníků zavedení technologie přílbového sledování a zaměřování byl Sovětský svaz, který své zaměřovače Ščel masově implementoval už v průběhu 80. let do svých nejmodernějších letounů Su-27 a MiG-29, kde citelně rozšiřovaly možnosti zaměření a odpalu na svou dobu velmi výkonných střel R-73 s IČ naváděním. Teprve podrobnější seznámení s touto „smrtelnou kombinací“ po pádu železné opony iniciovalo na „západě“ urychlený vývoj nových řízených střel krátkého dosahu a přílbových zaměřovačů, postavených na pokročilejší digitální technologii, které se o několik let později objevily ve výzbroji mnoha aliančních států. Armáda ČR bohužel s implementací těchto moderních systémů poněkud zaspala a nad jejich pořízením začíná uvažovat teprve nyní.
Vůbec poprvé se přílbové zaměřovače HMS (Helmet-Mounted Sight) jako součást nadzvukových bojových strojů objevily na letounech F-4J/N Phantom II amerického námořnictva a námořní pěchoty v podobě jednoduchého systému VTAS (Visual Target Acquisition System). Ačkoliv již tehdy radary stíhacích letounů či některé z prvních optoelektronických systémů pro zjištění cíle disponovaly zorným polem až ± 60 ° od podélné osy letadla, v případě použití tepelně naváděných řízených střel musel pilot v manévrovém vzdušném boji stále směřovat podélnou osu letounu k cíli a dostat jej tzv. přímo do zaměřovače. V případě, že se střetly dvě výkonově rovnocené platformy či stejně zkušení piloti, nemuselo k zaměření cíle vůbec dojít. A právě tento problém měl řešit systém VTAS, který již umožňoval zaměření samonaváděcích řízených střel i mimo podélnou osu nosiče a k tomuto účelu používal malý výklopný kolimátorový zaměřovač na přilbě. Tento systém však vydržel v operačním používání pouze v letech 1973 až 1979, a to z důvodu jeho do jisté míry problematického použití vzhledem k nedostatečným výkonovým parametrům tehdejších střel AIM-9G/H Sidewinder. Americké letectvo pak ke své vlastní škodě v dalším rozvoji systému nepokračovalo.
Za skutečné průkopníky v operačním použití přílbových zaměřovačů na stíhacích letounech je tak možné považovat spíše Jihoafrickou republiku s jejím systémem HMS Cat’s Eye, který spolupracoval při zaměřování střel V-3B kukri na letounech Mirage F.1AZ, a dále Izrael se svým konceptem DASH, jenž zase umožňoval zaměřit rakety Python III. Scénář manévrového vzdušného boje za přímé viditelnosti cíle se však podstatně změnil teprve zavedením IČ samonaváděcích střel s vysokou manévrovatelností (tzv. High Off-Boresight), které již dokázaly plně využít potenciálu přílbového zaměřování. Na tomto poli byl bezpochyby lídrem Sovětský svaz se svým systémem Ščel a střelami R-73. Tento článek není v žádném případě podrobnou monografií všech systémů HMS/HMD, ale představí alespoň zběžně ty systémy, se kterými se čeští piloti mohli doposud setkat a nebo jejichž zavedení Armádou ČR na platformu Gripen je někdy v budoucnu možné.
Kouzelné parohy na Fulcrumech
S vůbec první generací přílbových zaměřovačů se českoslovenští piloti seznámili již na přelomu 80. a 90. let minulého století během procesu zavádění letounů MiG-29 izd. 9-12A a její dvoumístné verze MiG-29UB izd. 9-51 do výzbroje tehdejšího československého letectva. V rámci první dodávky Fulcrumů k 11. stíhacímu leteckému pluku v Žatci byly společně s moderní raketovou výzbrojí v podobě střel R-27R1, R-73E a R-60MK dodány i přílbové zaměřovače Ščel-3UM. Ten vyvíjela konstrukční kancelář Arsenal již od počátku sedmdesátých let a jen popis všech peripetií vývoje tohoto systému by vydal na samostatný článek. První generace sovětských přílbových zaměřovačů byla postavena na poměrně jednoduché, ale velmi účinné analogové technologii z konce 70. let, jež byla dostupná v tehdejších podmínkách Sovětského svazu.
Celý komplex přílbového sledování cíle je na letounu MiG-29 součástí opto-elektronického zaměřovacího systému OEPS (Optiko-Elektronnaja Priceľnaja Sistěma). Kromě samotného přílbového zaměřovače je součástí OEPS rovněž pasivní elektro-optická stanice KOLS, jež se skládá z přehledového tepelného zaměřovače a laserového dálkoměru. Samotný Ščel-3UM, neboli přilbový systém cílových údajů, řeší zpracování úhlových souřadnic vizuálně viditelného cíle, který pilot sleduje natočením hlavy při blízkém manévrovém vzdušném boji. Na pilotní přilbě ZŠ-5MKV je připevněn přilbový záměrný systém NVU-2M (tzv. „parohy“), který ve své konstrukci obsahuje miniaturní kolimátorový výklopný zaměřovač s optickou soustavou, což je malé odrazové sklíčko se zorným úhlem 6 ° x 4 °, na němž se indikuje záměrná značka, jejíž jas se dá regulovat. „Parohy“ na přílbě dále obsahují tři značkovací body, což jsou vlastně malé diody, vyzařující v oblasti infračerveného spektra. Záření od značkovacích bodů je přijímáno dvěma snímacími bloky SKAB-A a SKAB-B, jež jsou umístěny po obou stranách přehledového indikátoru ILS-31 (HUD) a snímají vymezený prostor kabiny. Na základě známých vzdáleností mezi snímacími bloky SKAB a značkovacími diodami na pilotní přilbě, které představují vlastně jakýsi rovnoramenný trojúhelník, se v elektronickém bloku systému Ščel formují prvotní informace o úhlové poloze vrcholů tohoto trojúhelníku. Tyto získané údaje putují do palubního počítače BCVM C.100, který na základě výpočtu určuje úhlové souřadnice cíle a následně je distribuje do infračervených samonaváděcích hlavic střel R-73E či R-60MK, do pasivní optoelektronické záměrné stanice KOLS, nebo dokonce po zapnutí součinnostního režimu i do radiolokačního zaměřovacího komplexu RLPK-29E.
Při manévrovém vzdušném boji, kdy je cíl viditelný zrakem, tedy pilot mohl zvolit tzv. režim „ŠLEM“ (přílba), při kterém přílbový zaměřovač umožňoval odpal raket z přední i zadní polosféry cíle. Přilbový systém cílových údajů během tohoto režimu předával údaje o cíli v rozsahu azimutálních úhlů (od +60° do -60°) a polohových úhlů (od -14° do +60°) do optoelektronické stanice KOLS a infračervených samonaváděcích hlavic raket, a záměrné údaje se signály do přilbového záměrného systému NVU-2M. Následně pilot otočením hlavy sesouhlasil střed záměrné značky na výklopném kolimátoru s cílem, poté stiskl tlačítko „MRK ZACHVAT“ (zachycení) a držel jej stisknuté, dokud stanice KOLS nebo IČ hlavice protiletadlových střel nezachytily cíl. Důležité bylo, aby pilot po celou dobu manévru udržel přilbu v pracovním prostoru obou snímacích bloků SKAB, což při velkých násobcích přetížení nemuselo být úplně jednoduché. Už jen samotná přílba ZŠ-5 (Zaščitnyj Šlem) byla poměrně těžká, neboť vážila 2 kg, k tomu je nutno připočíst váhu „parohů“ a fakt, že celek měl na hlavě posunuté těžiště, což značně namáhalo krční svalstvo. Velení VVS SSSR pravděpodobně počítalo s tím, že sovětský „geroj“ a „ljotčik pjervogo klassa“ vydrží vše. V případě, že se tak značkovací dioda na přilbě posunula mimo snímací prostor obou SKABů, vytvořil se automaticky signál k odpojení informace z přilbového záměrného systému Ščel.
Při zamíření s využitím pouze přilbového systému cílových údajů se dálka odpalu raket určovala prostým odhadem podle zraku. Zteč na zaměřený cíl bylo možné provést pod různými rakursy (samozřejmě s uvážením k omezením pro střely R-60MK či R-73E) v celém provozním rozsahu výšek, rychlostí a násobků přetížení. Obrovskou výhodou přilbového zaměřovače v celém procesu zamíření bylo, že pilot nemusel provádět manévr k pronásledování cíle, aby sesouhlasil podélnou osu zbraně se směrem k cíli, a proto se proces zamíření mohl uskutečnit při nižších násobcích přetížení, než byly „géčka“ manévrujícího cíle. Útočící stroj totiž mohl zůstat po většinu dobu dog-fightu na vnější straně jeho manévru. K zamíření před odpálením raket s infračervenou hlavicí musel pilot, jak už bylo uvedeno dříve, stisknout tlačítko „MRK ZACHVAT“, a natočením hlavy v přípustném rozsahu úhlů sesouhlasit malý záměrný kruh kolimátoru přilbového zaměřovače s cílem. Pokud byl úhel pozorování cíle příliš velký, musel pilot dotočit letoun k cíli a tento úhel zmenšit. Aby se zmenšila počáteční chyba při odpalu rakety a vyloučilo se během procesu zamíření uniknutí cíle mimo přípustný rozsah úhlů pozorování, musel pilot současně s otáčením hlavy dotáčet letoun k cíli.
V případě zachycení cíle pouze hlavicí rakety se ve sluchátkách ozval hlasitý zvukový signál, na sdruženém indikátoru (přehledový indikátor ILS-31 a obrazovka IPV-2) začal blikat signál „PR“ (Pusk Razrešen – odpal povolen) a na záměrném obraze kolimátorového výklopného zaměřovače se současně objevil kříž. Pilot musel stále držet stisknuté tlačítko „MRK ZACHVAT“ a teprve po posouzení vhodné dálky cíle mohl provést samotný odpal rakety. Pokud chtěl pilot zvolit ke zničení cíle radiolokačně naváděné střely R-27R1, přenášely se cílové údaje v režimu „ŠLEM“ do radiolokačního zaměřovacího komplexu RLPK a teprve když cíl zachytil radiolokátor, provedl pilot další zamíření podle informací na sdruženém indikátoru. Zachycení cíle radiolokátorem nebo stanicí KOLS bylo signalizováno blikáním záměrných kruhů na kolimátorovém výklopném zaměřovači. Režimů na zničení vzdušného cíle bylo samozřejmě mnohem více a rozuhodujícím faktorem byla především zkušenost každého pilota v použití značného spektra možností, které dával celý zbraňový komplex letounu.
Systém Ščel měl samozřejmě i své nedostatky. Kromě již zmiňované hmotnosti celého kompletu, který i s přilbou ZŠ-5 vážil cca 2,4 kg, to byl předevší fakt, že kolimátorový zaměřovač disponoval značně omezeným zorným polem 6 x 4 stupně a nedokázal vygenerovat rámeček označení cíle, takže pilot nemohl potvrdit, který cíl byl raketou zachycen, pokud se během souboje v zorném poli nebo jeho blízkosti objevilo více než jedno letadlo. Dalším drobným nedostatkem bylo omezené pracovní pole obou skenovacích jednotek SKAB a samotná IČ technologie, dosti citlivá na sluneční světlo, nebo jiné zdroje tepla. Částečně omezujícím faktorem pak bylo i použití jen za denních podmínek. Každopádně přílbový zaměřovač Ščel byl na svou dobu jednoduchým, ale velmi účinným analogovým systémem, který představoval vzhledem k datu vzniku a úrovni podobných technologií v tehdejším SSSR maximum možného. Samozřejmě i Ščel-3UM prošel dalším vývojem, kdy byl v odnímatelné verzi s klipem instalován na moderní přílby ZŠ-7 a později se objevily i nové modifikace jako Sura-M či Sura-K.
Technik slovenského letectva s nasazeným přílbovým zaměřovačem při předletové přípravě Fulcruma. Samotný přilbový záměrný systém NVU-2M je ukryt pod ochranným plastovým krytem, který se samozřejmě před letem sundával. Bylo by zajímavé zjistit, zda soudruzi v SSSR zjišťovali, jaký vliv mají tyto rozměrné „parohy“ na pilota při katapultáži. (foto: Aleš Hottmar)
I když tedy českoslovenští stíhači již počátkem 90. let disponovali poměrně moderní technologií navedení řízených střel pomocí přílbového zaměřovače, tehdejší doba jim příliš nepřála. Hektické polistopadové období, následné rozdělení federace, zrušení 11. slp v Žatci a vlastně i celého žateckého letiště s následným stěhováním do dalšího provizoria v Českých Budějovicích rozhodně nepředstavovaly ideální podmínky pro výcvik létajícího personálu. V tehdejší době nálety pilotů klesly standardně pod 50 hodin ročně a je tak pochopitelné, že za těchto podmínek většina českých pilotů Fulcrumů neměla jakékoliv taktické zkušenosti s použitím přílbového zaměřovače. To se pak samozřejmě projevilo při společných cvičeních s letectvy aliančních států.
Asi jedno z nejzajímavějších cvičení té doby proběhlo v termínu 17. až 23. června 1994 v Českých Budějovicích, kam přilétli francouzští stíhači na letounech Mirage F-1B a Mirage 2000RDI, aby změřili své síly s českými kolegy ze 2. stíhací letky 1. slp na letounech MiG-29 a MiG-23MF. Celý průběh cvičení popsal v poutavém článku “Mirage kontra Mig”, publikovaném v časopise Letectví+Kosmonautika 1/96 jeho přímý účastník, pplk. Josef Hlava. Jednalo se v podstatě o první podobné cvičení s aliančními piloty, které navazovalo na jarní zkoušky protiletadlových raket Matra Magic 2 na letounech MiG-23ML ve francouzském Mont-de-Marsan. O výsledcích cvičení si nikdo z českých účastníků nedělal příliš velké iluze, protože roční nálety českých stíhačů pod 50 hodin v posledních letech nedávaly téměř žádnou šanci proti vylétaným západním pilotům, u nichž se roční nálet pohyboval na hranici 200 hodin. Vzájemné blízké střety mezi letouny MiG-23MF a Mirage F.1B tak dopadly zcela jednoznačně ve prospěch Francouzů, naopak souboje mezi českými Fulcrumy a francouzskými deltami rozhodně tak jednoznačně nevyzněly. Na obou stranách bylo dosaženo cvičných sestřelů, jak následně ukázaly prostředky objektivní kontroly, navíc Francouzi sami přiznali, že zbavit se Fulcrumu, který jim visí 500 m za ocasem je téměř nemožné. Na letounech MiG-29 čeští piloti používali především registry UZR protiletadlových řízených střel R-73E s infračerveným naváděním, určených speciálně pro manévrový vzdušný boj. Tyto střely byly v uvedené době jedny z nejlepších na světě a umožňovaly odpal při přetížení 8g na cíl z různých rakursů, včetně protiletícího cíle.
Následující dogfighty za použití střel R-73 či palubního kanónu zasvěceně popisuje v časopise Letectví+Kosmonautika přímo pplk. Josef Hlava: „Druhý den ráno ležely nad letištěm nízké mraky a dohlednost byla na hranici povětrnostního minima. Ale na záletu počasí se velmi rychle zlepšovala dohlednost a oblačnost se rozpustila. Tentokrát jsme velmi výrazně pozměnili obsah mise pro MiG-29 a Mirage 2000. Pro první let jsme podvěsili pod letoun MiG-29 přídavnou nádrž, abychom zvýšili zásoby paliva. Mirage 2000 dosud prováděla všechny lety s naplněnou podtrupovou nádrží a my jsme museli včerejší souboje přerušit jako první pro malou zásobu paliva. Přepad nízkoletícího cíle proběhl jako předchozí den. Teprve bojové manévrování bylo zahájeno zatáčkou proti sobě z výchozí pozice 3000 m od sebe. Na rozdíl od Francouzů jsme takto vzájemné souboje nikdy nezačínali a tak na zemi bylo dohodnuto, že se budeme míjet s minimální vzdálenosti 600 m podle norem NATO. První z nás, který absolvoval tento souboj, přinesl překvapivé zjištění – Mirage musela první ukončit souboj kvůli palivu a navíc i v tomto případě bylo dosaženo z naší strany zápočtového fotosestřelu.“
Při druhém letu byl použit Fulcrum bez navěšené podtrupové nádrže, tzv. ponorky, zato byl ale vybaven přilbovým zaměřovačem Ščel a imitátory klamných infracílů, tzv. Flare. Tohoto letu se účastnil přímo pplk. Josef Hlava, který tak zachraňoval čest a slávu Czech Air Force a své konkrétní zážitky z letu popsal právě ve zmiňovaném článku v časopise Letectví+Kosmonautika: „Letíme paralelně vedle sebe ve vzdálenosti asi tři kilometry. Rádiem vysílám povel TP COMBAT. Současně zvyšuji otáčky motorů na maximum a oba točíme ostře proti sobě. Tisknu tlačítko pro zachycení cíle na páce ovládání motorů a přenáším pohled na blížící se siluetu protivníka. Na sklíčku přílbového zaměřovače se objevuje zobrazení pro odpal řízených raket a ve sluchátkách slyším signál hlavice infra rakety, že zachytila cíl. Letíme teď přímo proti sobě. Na sklíčku nepřetržité svítí kolečko s křížem a povel PUSK RAZREŠEN slyším z magnetofonu i ve sluchátkách. Tisknu spoušť a stáčím letoun ostře doprava. A téměř ve stejném okamžiku se míjíme vlevo. Zapínám forsáž a s maximálním přetížením točím vlevo za ocas Mirage. Vidím kabinu pilota a také on velmi ostře točí vlevo. Na chvíli ztrácím zrak a vzápětí se točíme v jednom kole a snažíme se vytvořit si znovu podmínky pro střelbu.“
Cvičení v Českých Budějovicích tedy prokázalo, že při využití všech dostupných prostředků a použití správné taktiky jsou čeští piloti schopni na letounech MiG-29 porážet i nejmodernější západní stíhače té doby. Sám pplk. Josef Hlava k tomu závěrem říká: „Ukázalo se, že jsme v té době měli ještě na pár dní letouny schopné konkurovat elektronikou lépe vybaveným strojům a že se naši méně vycvičení piloti nezalekli daleko zkušenějšího protivníka a snažili se útočit. To také Francouzi nejvíce oceňovali, zvláště proto, že znali naše momentální roční nálety a oni v tom roce už měli nalétáno více než 100 hodin. Zjistili jsme, že někdy nevíme kam se přesně v manévrech dívat a kde se po našem manévru bude pravděpodobně nacházet nepřítel. Naprosto nedostatečný výcvik v této oblasti zároveň ukázal, že nedokážeme využít všech situací pro zteč, zvláště jedná-li se o sekundové rozhodnutí, a někdy se tak zbytečně stáváme snadnou kořistí. U letounů MiG-29 a Mirage 2000 se souboje odehrávaly v plném rozsahu omezeni přetížení letounů ve středních výškách a trvaly nejvíce 10 minut. Letouny se od sebe vzdalovaly maximálně na 2000 m a mnohdy létaly i proti sobě. Nevýhodou se opravdu ukazovala větší spotřeba ruských letounů při režimech na forsáž, ale zároveň se ukázalo, že takticky lépe zvládnuté zahájení vzdušného boje a použití opravdu celého zbraňového systému včetně přilbového zaměřovače u letounu MiG-29 umožňuje porazit i modernější Mirage 2000RDI. Smutným konstatováním však je, že se většina pilotů Migů 29 nenaučila v našem systému výcviku používat právě přílbový zaměřovač.“
Cvičení s francouzskými letci však bylo v podstatě labutí písní českých Fulcrumů, které čekalo už za deset dní vyřazení z provozu. Následná výměna deseti strojů za polské vrtulníky W-3A Sokol pak znamenala definitivní konec tohoto ruského bohatýra v českém letectvu.
V druhé polovině 80. let začala k frontovému letectvu VVS SSSR přicházet nová generace stíhacích letounů MiG-29 a Su-27, na které se postupně přezbrojila většina stíhacích útvarů jednotlivých skupin vojsk v NDR, Polsku, Československu a Maďarsku. Ačkoliv letouny v prvních letech trápily četné dětské nemoci jako velmi nízký resurs motorů či problémy s elektronikou, jejich zbraňový systém včetně nové generace PLŘS společně s úžasnou manévrovatelností vzbuzovaly na „západě“ oprávněné obavy. Rodina střel R-27 středního dosahu byla svými schopnostmi v podstatě ekvivalentem amerických raket AIM-7E/F Sparrow, naopak krátko-dosahové R-73 tehdy svými výkony deklasovaly západní protějšky AIM-9L/M Sidewinder. Novinkou byl i pasivní elektro-optický zaměřovací systém či prostředky radio-elektronického boje Gardenija a Sorbcija. (2x foto: Aleš Hottmar)
JHMCS – západní odpověď na ruské systémy
V polovině devadesátých let české letectvo řešilo spíše existenční problémy než nějaké zavádění nových technologií do své výzbroje. Na „západě“ však nespali a naopak pečlivě vyhodnocovali veškeré poznatky ze zkoušek a testování ruské techniky z výzbroje především bývalé NDR, či případně jiných států Varšavské smlouvy. V případě letecké techniky vzbuzoval největší zájem právě MiG-29 a jeho zbraňový systém. Ačkoliv letoun jako takový v některých parametrech za svými západními protejšky zaostával, některé jeho systémy jako KOLS nebo právě Ščel-3UM a střely R-73 vzbudily na západě velkou pozornost. Následné cvičné souboje s různými aliančními stroji prokázaly účinnost spojení přílbového zaměřovače a vysoce manévrující střely z produkce ruské společnosti Vympel, která tehdy svými parametry deklasovala obdobné střely ve výzbroji NATO. Velmi zjednodušeně se dá říci, že západ tehdy výkony nejnovější generace sovětských řízených střel s IČ naváděním trestuhodně podcenil. Toto poznání bylo impulsem k následnému vývoji a zavedení obdobných systémů, jež se později v podobě střel AIM-9X Sidewinder a přílbových zaměřovačů JHMCS staly součástí řady aliančních letectev.
Systém JHMCS, neboli Joint Helmet Mounted Cueing Systém už je oproti ruskému Ščelu postaven na mnohem pokročilejší analogové technologii, navíc zásadně zlepšuje situační povědomí pilota. Kromě základní funkce zaměřovače, kdy umožňuje samotným pohybem hlavy zaměřovat vzdušné či pozemní cíle a směrovat na ně senzory i zbraně letounu totiž JHMCS zároveň pilotovi promítá na úroveň pravého oka základní letové údaje (výšku, rychlost, úhel náběhu, přetížení), taktické údaje (polohu cíle nebo šipky jakým směrem jej vyhledat) a popřípadě ještě obraz z FLIRu, natáčený podle pozice přilby. Systém JHMCS byl vyvíjen v letech 1996 až 1999 společností Vision Systems International, jež byla založena v roce 1996 jako společný podnik mezi americkou společností Rockwell Collins a izraelskou Elbit Systems, a při jeho vývoji byla použita technologie již existujících systémů v podobě přílbových zaměřovačů DASH III a Kaiser Agile Eye, čímž se podařilo rapidně zkrátit vývoj celého systému.
JHMCS se skládá z odnímatelného displeje helmy HDU, rozhraní pro helmu HVI (Helmet Vehicle Interface), bloku elektroniky EU (Electronics Unit), palubní jednotky CU (Cockpit Unit), magnetického transmitéru pod záhlavníkem sedačky MTU (Magnetic Transmitter Unit), ovládacího panelu CP (Control Panel) na pravé straně kokpitu a snímače polohy sedadla SPS (Seat Position Sensor). Kvůli kompatibilitě a funkčnosti s dalšími systémy byl JHMCS integrován do architektury využívající datovou sběrnici MIL-STD-1553B, přičemž pozitivním atributem tohoto designu je integrace se zbraňovým a zaměřovacím systémem samotného letounu. Omezujícím faktorem však je, že JHMCS vyžaduje pro rychlou detekci změny polohy velkou obnovovací frekvenci 40 Hz a nebo více. Sběrnicie MIL-STD-1553B však pracuje s obnovovací frekvencí pouze 20 Hz, což u systému JHMCS znamená pouze 20 aktualizací obrazu za sekundu. Při velmi rychlých pohybech hlavy nebo celého letounu (například výkrut) tak nemusí být odezva systému dostatečně rychlá a pilot může na vizoru JHMCS zaznamenat určité „skákání“ obrazu, neboť systém nedokáže na visor plynule vykreslovat grafiku.
Samotná odnímatelná jednotka HDU (Helmet Display Unit) se připevňuje na standardní pilotní přilbu Gentex HGU-55/P a každý pilot ji má přesně nakonfigurovanou podle velikosti obličeje. Celková váha jednotky HDU i s přílbou je přijatelných 1,95 kg. Po technické stránce JHMCS využívá magnetický systém sledování polohy přílby, který oproti ruskému Ščelu umožňuje mnohem větší volnost pohybů hlavy pilota. Celý systém funguje tak, že katapultážní sedačka disponuje pod záhlavníkem magnetickým transmitérem MTU, který v kokpitu generuje střídavé magnetické pole a vytváří takzvanou magnetickou mapu kokpitu. Součástí odnímatelného displeje HDU na přilbě je pak jednotka magnetického přijímače MRU (Magnetic Receiver Unit), což je v podstatě malá cívka, která na základě pohybu hlavy v magnetickém poli vytváří střídavé elektrické napětí. Změny v magnetické mapě kokpitu pak analizuje elektronická jednotka, která na základě přijatých signálů dokáže určit přesnou polohy přilby (osy X,Y,Z) a její orientace v kabině. Magnetické charakteristiky každého kokpitu jsou mapovány během instalace nebo následné údržby generátoru magnetického pole. Výsledná tzv. magnetická mapa kokpitu je uložena v bloku elektroniky letounu, přičemž pro každý typ stroje je v podstatě originální. Každým přemístěním nebo posunutím větší kovové součástky v kokpitu se nepatrně změní magnetické pole a to může ve výsledku ovlivnit přesnost určení polohy přílbového zaměřovače.
CRT projektor o rozměru ½ palce zobrazuje monochromatickou symboliku na sklopný tmavý vizor před pravým okem a disponuje zorným úhlem 20°. Protože je přilba přenosná, při každém zapojení do letounu je nutné překalibrovat jednotku MRU na přilbě. Tento zhruba 30-ti sekundový proces probíhá tak, že pilot zvolí patřičný mód a následně pohybuje hlavou tak, aby se záměrný kříž na projektoru JHMCS překryl s křížem na HUD, a v této poloze ji zafixuje jako nulovou výchylku. Mimo to má JHMCS zabudovanou kameru s černo-bílým obrazem pro následný debriefing a autodiagnostický obvod, kdy se krátce po startu prověří funkce přílby a následně se na projektoru přilby zobrazí diagnostický výpis, který po pár vteřinách zmizí. Původní JHMCS bohužel nebyly kompatibilní s brýlemi pro noční vidění NVG, společnost Vision Systems International však později vyvinula řešení tohoto problému v podobě modulu DEP (Digital Eye Piece). Ten využívá architekturu JHMCS již nainstalovanou v mnoha kokpitech a samostatné rozhraní s okulárem, který promítá veškerou symboliku a informace JHMCS před pravé oko na stávajících NVG. Modul DEP je jednoduché a ekonomické řešení typu plug-and-play, které pilotům umožňuje přechod z denní na noční konfiguraci.
V případě misí Air-to-Air je přílba JHMCS používána především na manévrový vzdušný boj, díky níž může pilot odpalovat řízenou střelu AIM-9X Sidewinder až do úhlu 80° od směru letu a tím postřelovat cíle v poloze, která by u starších raket AIM-9M nebyla možná. Nová schopnost útočit na cíl se značnou odchylkou oproti směru letu (off-boresight) ve spolupráci s přilbovým zaměřovačem tak prakticky změnila zažité způsoby manévrového vzdušného boje aliančních pilotů. Když už zde byla zmíněna nová střela AIM-9X, nebude na škodu si ji trochu představit, neboť tato střela byla a možná stále je zvažována jako řešení v akvizici na pořízení nových střel krátkého dosahu. Sidewinder verze X představuje naprosto odlišnou konstrukci ve srovnání s předchozími generacemi Sidewinderů, neboť má vepředu vztlakové plošky a vzadu řídící, zatímco u předchozích generací AIM-9 to bylo přesně naopak. Tato konfigurace spolu se zúženým trupem znatelně snižuje aerodynamický odpor a zlepšuje dosah střely i přes použití starého motoru Mk.36Mod11 s jedním zrnem. K těmto úpravám přibylo i vektorování tahu, které je zajišťováno plynovými kormidly, takže AIM-9X dosahuje do té doby nevídaných kinematických možností a dokáže útočit na cíle letící až 90° bokem od letounu-nosiče. Předfragmentovaná hlavice WDU-17/B od společnosti Argotech Corporation obsahuje 4 kg výbušniny PBXN-3, omotané dokola stlačenou pružinou, která následnou explozi formuje do jakéhosi rozpínajícího se kruhu, který doslova „přeřízne“ zasažený stroj. Aktivace roznětky je na střele zajištěna laserem, aby tak byly odfiltrovány vlivy IČ protiopatření (FLARE) a nekovových materiálů (kompozitů) na moderních strojích.
Elektronicky chlazené čidlo střely je schopno sledovat cíle nacházející se až 90° od směru letu nosiče, potažmo střely a nachází se v ohnisku mechanicky natáčené čočky. Jedná se o matici vyrobenou z Antimonidu India (InSb) a disponující rozlišením 128 x 128 pixelů, schopnou zachytit cíl až na vzdálenost 22 km. Obraz je digitálně zpracován a cíl je hledán na základě kontrastu s pozadím, což umožňuje účinné sledování cílů i na pozadí horké země. V roce 2003 prošla střela upgradem softwaru, díky kterému je schopna odpalu bez předchozího zaměření cíle čidlem střely (mód LOAL), což opět rozšiřuje parametry odpalu na cíle, nacházející se mimo vizuální dosah. V módu LOAL střela využívá inerciální navigaci k tomu, aby se navedla na předpokládanou pozici cíle, vypočtenou v okamžiku odpalu. Pro odpal v módu LOAL tedy může posloužit přilba JHMCS, nebo údaje získané datalinkem z jiného spřáteleného stroje. V současné době již přichází do výzbroje nejnovější varianta AIM-9X Block II, která kromě vylepšené výpočetní kapacity a tím větší odolnosti proti IČ protipatřením a nové přibližovací roznětky zahrnuje i jednocestný datalink. Tím pádem je možné bezpečně používat mód LOAL, protože je střela až do okamžiku, kdy zachytí nepřítele svým vlastním čidlem bezpečně naváděna datalinkem.
Přílbu JHMCS je samozřejmě možné využít i při misích Air-to-Ground a pro výrazné zefektivnění funkce leteckého předsunutého návodčího, ve které může druhý člen osádky označovat cíle na zemi pouhým pohledem, zaměřit na ně senzor IČ kontejneru či radar a po jejich identifikaci pouhým zaměřením odeslat ostatním jednotkám např. jejich GPS souřadnice. JHMCS první generace byla integrována na celou řadu amerických strojů jako F/A-18C/D Hornet, F/A-18E/F Super Hornet, F-15C/D Eagle plus F-15E Strike Eagle a letouny F-16C/D Block 40/50/52 včetně starších verzí F-16AM/BM MLU. Jako první jej získali v listopadu 2003 piloti stíhacích F-15C Eagle od 12th a 19th Fighter Squadron se základnou Elmendorf AFB na Aljašce. V květnu 2003 byla společnost Vision Systems International vybrána, aby vyvinula verzi JHMCS pro dvoumístné bojové stroje, kde by oba piloti mohli sdílet informace. Dodávky upravené přílbového zaměřovače byly zahájeny počátkem roku 2007 pro dvoumístné stroje F/A-18F Super Hornet amerického námořnictva. V dvoumístném stroji tak může každý člen posádky používat přilbu JHMCS, provádět navzájem nezávislé operace a přitom mít neustále povědomí o tom, kam se druhý člen posádky dívá. Čeští piloti se pak s JHMCS mohli seznámit zhruba od roku 2009 během celé řady aliančních cvičení. V současné době jde bezesporu o nejrozšířenější přílbový zaměřovač na světě.
Masové zavedení systému JHMCS přineslo doslova revoluci v oblasti zobrazování letových informací a zaměřování zbraní. A i když jde z dnešního pohledu o starší technologii s CRT projektorem, zobrazujícím pomocí optických zrcadel monochromatickou symboliku na sklopný průzor před pravým okem, stále se jedná o velmi účinný systém. Úplně nové zobrazování informací, které má pilot neustále před pravým okem, však může v některých případech způsobit určitou prostorovou dezorientaci a i tuto věc je nutné zohlednit při výcviku. Na snímku je pilot Capt. Justin Kreischer s přílbou JHMCS, zachycený v kokpitu F-16C Block 42 od 180th Fighter Wingu letecké gardy státu Ohio, cvičení Load Diffuser 2017 v maďarském Kecskemétu. (Air National Guard photo by Senior Master Sgt. Beth Holliker)
Obrovskou výhodou systému JHMCS je jeho integrace na většinu leteckých platforem, provozovaných USAF či US NAVY, včetně dvoumístných útočných strojů. Přílba JHMCS využívá magnetický systém sledování polohy, který má samozřejmě své výhody a nevýhody. Asi největším negativem je nutnost kalibrace před každým letem, aktivní magnetické pole zároveň může ovlivňovat funkci některých systémů v kokpitu. JHMCS používá i tento pilot letounu F-16C Block 50 od 480th Fighter Squadron „Warhawks“ z německého Spangdahlemu, vyfocený během nasazení v oblasti jihozápadní Asie, prosinec 2020. Letoun má již nový nátěr Have Glass 5. generace. (U.S. Air Force photo by Staff Sgt. Trevor T. McBride)
Scorpion – barevná evoluce pro leteckou gardu
JHMCS však není jediným přílbovým zaměřovačem v inventáři amerického letectva. V roce 2010 zahájilo USAF program pod označením HMIT (Helmet Mounted Integrated Targeting), ve kterém požadovalo systém, který by byl proti první generaci přilbových zaměřovačů JHMCS levnější a především jednodušší na integraci, bez nutnosti kalibrace před každým letem. Vítězem soutěže se nakonec stal systém Scorpion, vyvinutý společností Thales Defence & Security, Inc., která pak v roce 2012 získala pod svá křídla společnosti Visionix a InterSense, čímž upevnila svou pozici na globálním trhu s HMD a mohla tak kompletně poskytovat své systémy pro americké a zahraniční letecké síly či další integrátory. Objednáno bylo celkem 574 souprav Scorpion, a to jednak pro letouny F-16C Block 30/32 a bitevní A-10C Thunderbolt II z výzbroje Air National Guard (ANG) a Air Force Reserve (AFRES), a dále pro letouny EF-18A Hornet španělského letectva či gunshipy AC-130W Stinger II amerického letectva USAF. K prvnímu operačnímu nasazení systému Scorpion došlo už v roce 2013.
Scorpion je již plně digitálním systémem, který přináší oproti první generaci přílbových zaměřovačů řadu výrazných změn – jako první na světě nabízí plně barevný 24bitový displej s technologií optického vlnovodu, který disponuje zorným úhlem 26° × 20° s rozlišením SVGA (800 x 600 pix) a je použitelný za všech světelných podmínek ve dne i v noci. Scorpion je totiž plně kompatibilní i s brýlemi nočního vidění NVG řady AN/AVS-9 či Panoramatic NVG. Displej je umístěn mezi lidské oko a NVG, čímž dovoluje nasazovat či sundávat brýle NVG bez přerušení obrazu z přílbového zaměřovače.
Na displej Scorpionu lze promítat nejen základní letové parametry jako na průhledový displej HUD, ale také taktická data, či dokonce obraz z elektrooptických zaměřovacích kontejnerů nebo jiných senzorů. V rámci integrace na letoun je možné přesně naprogramovat jednotlivé zobrazované symboly, které jsou pak identické se zavedenou symbolikou bojového stroje. Velkou výhodou systému Scorpion HMIT je jeho relativně snadná integrace (alespoň ve srovnání s konkurenčními systémy), která například nevyžaduje nové speciálně upravené letecké přilby, ale vystačí si s již zavedenými a používanými standardními přilbami typu HGU-55/P či HGU-56. Systém Scorpion je s letounem propojen pouze přes řídicí jednotku ICU (Interface Control Unit) a veškeré ovládání probíhá přes datovou sběrnici MIL-STD-1553B, nebo interní Ethernetovou síť.
Pilotka Warthoga Capt. Charlene Sufficool od 354th Fighter Squadron z arizonské základny Davis-Monthan AFB s nasazeným přílbovým zaměřovačem Scorpion a připevněným protizávažím k NVG na vršku přílby. Scorpion jako první používal barevný 24bitový displej s velmi solidním rozlišením 800 x 600 pix a technologií optického vlnovodu, jež promítá obraz na čirý vizor. Ten může být podle tvrzení výrobce umístěný jak před pravým okem, tak je možné jej v případě potřeby přesunout na levé oko. Scorpion je zároveň plně kompatibilní i s brýlemi nočního vidění NVG řady AN/AVS-9, což je velmi důležitá vlastnost právě pro piloty strojů A-10 či F-16, plnících úkoly CAS. Pro nasazení NVG je samozřejmě nutné sundat ochranný štít přilby. (U.S. Air Force photo by Senior Airman Kayla A. Palmer)
Ke snímání polohy a pohybů pilotovy hlavy byl zpočátku u Scorpionu využíván osvědčený systém pomocí magnetického senzoru, připevněného na vnitřní části překrytu kabiny, přímo nad hlavou pilota. Z něj pak vedl napájecí kabel směrem dozadu do kokpitu stroje. Zjišťování pohybu pomocí magnetu má však některé nevýhody, vyplývající z této technologie. Asi největším problém je, že aktivní magnetické pole uvnitř kokpitu může ovlivňovat některé další přístroje či systémy. Proto výrobce vyvíjel úplně nový senzor s minimálními nároky na energii, který by díky miniaturním rozměrům a nízké hmotnosti bylo možné umístit přímo na pilotní přílbu Scorpionu. Výsledkem vývoje tak je hybridní opticko-inerciální systém IS-1200+ HObiT (Hybrid Optical-Intertial Tracking System), umístěný přímo na přilbě, který komunikuje s řídící jednotkou Scorpionu pomocí datového kabelu HVI (Helmet-Vehicle Interface).
Senzor HObiT je v podstatě šestiosý tracker, využívající k určení polohy pokročilé algoritmy fúze senzorů, jež kombinují informace z vestavěné citlivé inerciální měřící jednotky IMU (Inertial Measurement Unit) od společnosti Thales Visionix s širokoúhlým optickým senzorem, uzamčeným na pevné referenční body v kokpitu. Ty představují malé kruhové nalepovací reflexní štítky, podobné velmi vzdáleně kruhovým čárovým kódům, ze kterých senzor dokáže odečíst přesnou polohu přílby v kokpitu, a to i v noci. Tyto štítky se v počtu cca 60 ks nalepují na vnitřní stranu překrytu, kde jsou přímo nad pilotní přilbou. Samotná Inerciální měřící jednotka založená na mikroakcelerometru MEMS (Micro-Electro-Mechanical-system) sice těží z vysoké frekvenční odezvy až 1000 Hz, ale v průběhu času u ní dochází k tzv. driftu, a proto se k omezení tohoto jevu používá ještě širokoúhlý optický senzor, zafixovaný na referenční body v kokpitu. Tím je dosaženo extrémní přesnosti určení polohy přílby a vysoké rychlosti odezvy při pohybu pilotovy hlavy.
Jinak výchozí nakalibrování senzoru HObiT může být provedeno s přesností ~ 50 mikronů během pár minut pomocí dodaného softwaru VisualMapper. Po prvotní instalaci je senzor již připraven bez nutnosti další kalibrace. Klíčovými výhodami použité technologie InterSense je imunita proti magnetickému rušení v kokpitu letadla a menší množství potřebné technologie pro fungování celého systému v letadle. Přilbový zaměřovač Scorpion byl pochopitelně navržen tak, aby byl bezpečný i v případě katapultáže pilota z letounu.
Podle slov pilotů jde v každém případě o špičkový systém, který výrazným způsobem zvyšuje letovou bezpečnost a bojovou efektivitu starších strojů F-16/A-10 národní letecké gardy, a svého času se s ním dokonce počítalo při implementaci na stíhací letouny F-22A Raptor, kde však do dnešních dnů nebyla tato integrace dokončena. Rovněž i s tímto systémem už se mohli příslušnícu AČR docela podrobně seznámit. Vůbec poprvé jej u nás použili piloti Warthogů A-10C od 355th FW / 354th EFS ze základny Davis-Monthan AFB, kteří v dubnu a červenci 2015 zavítali během svého evropského nasazení na cvičení „POP UP“ v Náměšti nad Oslavou. Podruhé jej intenzivně používali piloti F-16C Block 32 od 195th FS „Warhawks“ 162. FW arizonské letecké gardy ze základny Tucson, kteří přilétli v září 2018 na cvičení Ample Strike, konaném opět v Náměšti nad Oslavou. V obou případech byl Scorpion používán výhradně při misích CAS a piloti jím zaměřovali a označovali pozemní cíle.
Od roku 2018 dochází u Scorpionu k náhradě magnetického snímače pohybu za hybridní opticko-inerciální senzor HObiT. Takto upravené letouny A-10C je možné poznat podle množství „samolepek“ s referenčními body na překrytu kabiny. Magnetický senzor s napájecím kabelem je již odstraněn. Jinak display pilot Warthoga Maj. Cody „ShIV“ Wilton, který je na snímku, má nasazenu běžnou přilbu HGU-55/P bez zaměřovače Scorpion.(U.S. Air Force photo by Capt. Kip Sumner)
Americký pilot Warthoga přistává jako „BULLDOG 12“ na dráhu 31 základny v Náměšti nad Oslavou. Na týdenní cvičení POP UP v dubnu 2015 přilétli američtí piloti 354. expediční letky ze svého evropského detašmánu v rumunském Campia Turzii. Na obdobné cvičení POP UP II v červenci pak dorazila stejná letka, tentokrát však z polského Lasku. V obou případech piloti intenzivně používali tehdy úplně nové přílbové zaměřovače Scorpion, využívající ještě technologii sledování pomocí magnetického senzoru. (foto: Aleš Hottmar)
Cobra – první generace pro Gripen nastupuje
Výhody spojení nových výkonných protiletadlových střel a přílbových zaměřovačů si samozřejmě všimlo i švédské letectvo, které doposud nemělo s podobnou technologií zkušenosti. Rozvahy nad zavedením HMD ve druhé polovině 90. let měly souvislost s plánovanou integrací nových evropských střel Iris-T do výzbroje švédských Gripenů. Tato modernizace již byla nezbytně nutná, neboť švédský Flygvapnet stále používal pomalu zastarávající střely AIM-9L Sidewinder. Výběr evropské střely od německého konsorcia Diehl BGT Defence asi úplně nepřekvapí a švédský výrobce tím chtěl snížit závislost na další americké technologii, která by se mohla stát překážkou při případném exportu strojů JAS-39. Střela Iris-T byla nakonec integrována na švédské Gripeny v letech 2006-2009 v rámci přechodu na softwarovou edici MS19 a Flygvapnet ji poprvé operačně použil už v roce 2011 při průzkumných letech nad Libyí v rámci operace Karakal.
K vůbec prvním úvahám nad použitím HMD v letounech JAS-39 došlo u společnosti Saab Aerosystems již v roce 1997, kdy byly zahájeny první výzkumné a vývojové studie integrace přílbových zaměřovačů do Gripenů. V letech 1998 až 2001 byl do jednoho stroje JAS-39 instalován britský přílbový zaměřovač Guardian HMD od společnosti Pilkington Optronics (nyní Thales) jako součást vývoje rakety vzduch-vzduch Iris-T a její pozdější integrace do Gripenů. Celkem 20 zkušebních letů poskytlo cenné zkušenosti s touto novou technologií, které byly následně využity při dalšímu vývoji. Souběžně s letovými testy Guardianu se uskutečnily i rozsáhlé zkoušky na simulátoru Gripenu, kde se například ověřovala a testovala infografika se zaměřením především na režim vzduch-vzduch.
Vývojové práce pokračovaly v roce 2002 projektem ACE (Advanced Cockpit technology Evaluator), pro který se používal dvoumístný cvičný proudový letoun Saab SK60 jako testovací platforma technologie HMD. V roce 2003 pak byl zahájen vývoj samotného HMD Cobra, na kterém Saab Aerosystems úzce spolupracoval se společností BAE Systems Rochester ve Velké Británii, která vyvinula zobrazovací systém a jihoafrickou společnosti Carl Zeiss Optronics, která poskytla systém sledování přilby. Systém Cobra HMD byl vyvíjen především jako volitelná výbava pro exportní verze Gripenu a počítalo se s jeho integrací do jednomístných strojů, v případě dvoumístných spárek pak pouze do předního kokpitu. Jednou z hlavních výzev integrace systému Cobra HMD byla jeho zástavba do poměrně malého kokpitu a jedním z klíčových požadavků vývoje byla bezpečná katapultáž pilota s ohledem na hmotnost přilby. V roce 2004 se ve Velké Británii a Švédsku uskutečnily testy přílby na centrifuze a v květnu 2004 proběhly první lety pilotů se systémem HMD Cobra na Gripenu a to v celém rozsahu letové obálky od –3 G až po + 9 G.
Systém HMD Cobra navazuje na obdobnou technologii, vyvíjenou společností BAE Systems pro letouny Eurofighter Typhoon pod názvem HMD Striker, proto jsou obě helmy na první pohled prakticky nerozeznatelné. Samotná přílba systému Cobra je rovněž vyrobena jako dvouplášťová – vnější plášť je platformou pro optické součásti snímání pohybu a binokulární zobrazovací jednotku, kterou tvoří dvojice CRT displejů pokrývajícím 40˚ zorné pole, jež můžou zobrazovat grafiku generovanou buď jako rastrovou (bitmapovou), nebo vektorovou. Uprostřed přilby je poměrně velké odrazné sklíčko, které odráží obraz z obou CRT na speciální transparentní průzor s odrazovou vrstvou. Infografika přílby zobrazuje jak symboliku zbraní A2A plus A2G, tak samozřejmě i základní letové údaje. Vnitřní plášť přílby je přizpůsobený přesně na míru každého pilota, kterému je naskenována hlava a podle laserového skenu je následně vyrobena originální vnitřní část.
Binokulární zobrazovací systém je zatím u nadzvukových bojových letadel poměrně ojedinělý a má samozřejmě své výhody a nevýhody. Výhodou binokulárního systému je bezesporu možnost prezentovat více informací v širším zorném poli pro obě oči, na kterém je také technicky možné prezentovat video. Na druhou stranu jde oproti monokulárním systémům o složitější technologii, u níž vždy narůstá hmotnost. V případě vrtulníků to nepředstavuje až takový problém, u bojových strojů, kde se předpokládá dosažení velkých násobků přetížení během manévrového vzdušného boje je však každý gram navíc cítit.
Velmi zajímavý je i systém sledování pohybů HMD Cobra. Pozice helmy je sledována elektro-optickým systémem Carl Zeiss Optronics, který se skládá ze tří snímacích senzorů HTSS (Helmet Tracker System Sensor), což jsou v podstatě CMOS senzory o rozměru 60x40x40 mm s vysokou obnovovací frekvencí 180 Hz, integrované přímo do kokpitu. Jeden se nachází přímo na rámu překrytu kabiny místo prostředního zrcátka, další dva jsou na bocích záhlavníku katapultážní sedačky. Na samotném vnějším plášti přílby je pevně namontováno 16 LED clustrů, přičemž každý cluster se skládá ze skupiny čtyř infračervených LED diod, což jsou vlastně ony „hrboly“ či „výstupky“ na vnějším plášti přilby Cobra či Striker. LED diody na helmě „blikají“ a tři čidla HTSS v kokpitu detekují toto blikání. Data jsou pak použita k přesnému výpočtu, jakým směrem se dívá pilot. Jakmile pilot otočí hlavu, systém okamžitě tento pohyb detekuje a bez zpoždění směřuje zbraňové senzory stejným směrem. Veškeré ovládání přílbového zaměřovače Cobra pak probíhá klasicky přes datovou sběrnici MIL-STD-1553B.
Jedním z hlavních problémů na začátku celého projektu HMD Cobra bylo rovněž nalezení spolehlivého řešení pro umístění jednotky HEASM (Head Equipment Assembly Service Module). Tato jednotka obsahuje vysokonapěťovou napájecí jednotku, paměťovou jednotku charakterizačních dat přílby a výstupní video obvod. V zobrazovacím systému přilby HMD Striker pro letoun Eurofighter Typhoon je jednotka HEASM integrována přímo do katapultážního sedadla letounu a je vybavena konektorem pro rychlé uvolnění QRC (quick release connector). Kokpit Gripenu je však mnohem menší a použíté vystřelovací sedadlo Martin Baker MK.10LS neumožnilo stejnou zástavbu, jako v Typhoonu. Proto bylo nutné vyvinout a integrovat do Gripenů nový design jednotky HEASM a konektru QRC. Nakonec bylo zvoleno asi nejjednodušší řešení, které ovšem piloty moc nepotěšilo, neboť jednotka HEASM je uchycena v síťované kapse (kvůli odvodu tepla) na anti-g vestě pilota Gripenu. Toto konstrukční řešení také vedlo k tomu, že musel být do letadla integrován nový rychloupínací konektor pro bezpečné oddělení při katapultáži. Nové konstrukční řešení nakonec vyvinula britská společnost Amphenol UK Operations.
HMD Cobra zároveň obsahuje denní kameru pro nasnímání celého letu, což je možné využít pro pozdější vyhodnocení letové mise. Kamera je uchycena na klipu a v případě katapultáže se oddělí od přilby podobným způsobem, jako například brýle pro noční vidění NVG, aby nedošlo během případné katapultáže k velkému zatížení krku. Kamera na boku přílby snímá výseč 50˚ x 40˚a poskytuje videozáznam o 525 řádcích obrazu. Právě systém oddělení kamery při katapultáži byl podroben řadě zkoušek na zařízení Aerosystems Tower Track v Linköpingu. To je tvořeno 36 metrů vysokou konstrukcí p úhlem 30 stupňů, na kterém lze nasimulovat počáteční katapultážní sekvenci až do přetížení 20G. Následující testy potvrdily, že k oddělení denní kamery od přílby a konektoru jednotky HEASM dojde přesně tak, jak bylo požadováno.
Hlavním akcelerátorem integrace a zavedení HMD na platformě Gripen však nebyl překvapivě Flygvapnet, nýbrž jihoafrické letectvo. To pravděpodobně stále vycházelo z bolestných zkušeností při střetech s kubánskými Migy-23ML nad Angolou, proti kterým se nepodařilo ani jednou skórovat i přes řadu odpalů střel domácí provenience V-3B Kukri. Jihoafrické letectvo nový systém HMD Cobra objednalo v říjnu 2007 a operačně zavedlo již v září 2011. Naopak švédské letectvo celý integrační proces reálně spustilo až okolo let 2012 až 2014 na základě smlouvy s úřadem pro vyzbrojování FMV v hodnotě 345 milionů SEK (cca 900 mil. Kč) z roku 2007, kdy již probíhala integrace střely Iris-T na Gripeny.
Protože zde byla několikrát v souvislosti s letouny Gripen zmíněna moderní střela krátkého dosahu Iris-T, která je favoritem v případné akvizici na pořízení nových střel krátkého dosahu pro AČR, nebude na škodu si o ní říci trochu něco podrobněji. Tato střela byla vyvíjena německou společností Diehl BGT Defence jako náhrada raket rodiny AIM-9 Sidewinder už koncem studené války. Po sjednocení Německa a naskytnutí se možnosti prozkoumat ruskou střelu R-73E, používanou východoněmeckým letectvem na strojích MiG-29, došlo k razantnímu přehodnocení celého projektu s tím, že obratnost střely bude důležitější než velký dostřel, což vyústilo ve finální podobu a koncept střely Iris-T.
Střela Iris-T (Infra-Red Imaging System Tail/Thrust Vector-Controlled), která je ve Švédsku známá spíše pod označením Rb-98 (Jaktrobot 98) se vyznačuje především vysokou obratností, která jí umožňuje zatáčení s rychlostí do 60°/sec s přetížením až 60 g. Raketa může být vystřelena buď konvečním způsobem (uzamčení cíle ještě před vystřelením), nebo v módu LOAL se zaměřením cíle až po výstřelu. Plný potenciál rakety je možné využít v součinnosti s přilbovým zaměřovačem HMD Cobra. Ve srovnání se staršími střelami AIM-9L/M Sidewinder má Iris-T vyšší odolnost vůči rušení. Senzor naváděcího systému s rozlišením 128 x 128 pixelů a zorným úhlem 90° ve všech směrech od podélné osy střely generuje televizní obraz cíle a jeho okolí, díky čemuž je velmi složité oklamat naváděcí systém rakety, ať už manévrováním, vypouštěním klamných cílů FLARE, nebo použitím rušiček IČ spektra.
Naváděcí systém je vybaven databází, která obsahuje fotky všech známých vojenských letadel, zachycených z různých úhlů pohledu. Pro každé letadlo je zadefinováno 8 nejzranitelnějších míst jeho konstrukce a na jedno z nich je raketa prioritně naváděná. Za optickým senzorem se nachází senzor inerciálního navigačního systému, který umožňuje navést raketu do blízkosti cíle v případě, že cíl byl zamčený až po výstřelu. V další části se nachází radiolokační zapalovač, doplněný o záložní zapalovač kontaktního typu. Následuje fragmentační bojová část s hmotností 11,4 kg. Střední a zadní část rakety tvoří motor na tuhé palivo s proměnlivým režimem hoření. V první fázi urychluje střelu tak, aby opustila závěsník stíhačky a získala dostatek energie pro první manévr. Ve druhé fázi dojde ke snížení tahu motoru, aby mohla raketa uskutečnit ostrý obrat, při kterém je schopna změnit trajektorii letu až o 180°!! V závěrečné etapě letu motor zrychlí raketu až přes hranici rychlosti Mach 3. Tolik tedy ke střele Iris-T.
Švédský Gripen s volacím znakem “GATOR 42“ od křídla F17 „Blekinge“ přistává v Čáslavi po návratu z odpolední mise cvičení Lion Effort 2015, při které se v prostoru LION 3 střetl s německými Tajfuny. Pilot při manévrovém vzdušném boji využil přilbového zaměřovače HMD Cobra ve spojení s registrem střely IRIS-T na pravém wingtipu. V konfiguraci s jednou podtrupovou přídavnou nádrží mohl být důstojným soupeřem i mnohem výkonnějším německým Tajfunům, které zpravidla létají s dvojicí baků. (foto: Aleš Hottmar)
Targo II – současná izraelská technologie
Do nových Gripenů E bude integrována již druhá generace přílbových zaměřovačů v podobě izraelského systému HMD Targo II se schopností nočního vidění, který přímo vychází z nejnovější technologie systému DASH (Display And Sight Helmet). Společnost Elbit Systems vyvíjela Targo jako nízkonákladový systém bez nutnosti složité integrace, která je možná i do rozměrově menších letounů. Systém Targo bude pro Gripeny licenčně vyráběn v Brazílii společností AEL Systemas, která jej implementuje do brazilských letounů F-39E/F a zároveň je dodá i pro letouny JAS-39E švédského Flygvapnetu. Úřad pro vyzbrojování FMV objednal údajně až 60ks těchto zaměřovačů (pro každý stroj) v hodnotě 119 mil. SEK (cca 310 mil. Kč), které budou dodány v letech 2022-2026. Je poměrně zajímavé, že švédské letectvo nepokračovalo ve spolupráci s britskou společností BAE Systems a nenechalo na nové stroje JAS-39E integrovat druhou generaci binokulárního systému HMD Striker II a raději se rozhodlo jít cestou monokulárního HMD Targo II. Přitom Striker II je v současné době považován za jediný HMD na světě, který kombinuje barevný displej čitelný za denního světla, zorné pole 40⁰ a integrované noční vidění. Oproti jednoduššímu izraelskému Targu však bude zřejmě podstatně dražší a Flygvapnet chce nové HMD zavést opravdu pro všechny piloty, což byl problém u předchozího systému Cobra, který byl kvůli své ceně pořízen v malém množství.
Druhá generace HMD Targo má oproti přílbovým zaměřovačům první generace opět celou řadu vylepšení. Základem celého systému je opět standardní přilba HGU-55/P, vybavená denním barevným monokulárním displejem z tekutých krystalů (LCD) se zorným úhlem 20°, který zobrazuje na pravé oko všechny potřebné informace. Velkou výhodou oproti předchozí generaci JHMCS či Cobra je možnost použití nočního modulu, který kombinuje standardní brýle pro noční vidění (NVG) typu AN/AVS-9 s displejem, který zobrazuje barevné symboly a video v módu s noční infografikou. HMD Targo umožňuje zobrazovat kromě klasických letových a taktických údajů například virtuální HUD, obraz z FLIRu, nebo dokonce údaje z datalinku. Tím je umožněn kromě informací z vlastního stroje přísun dat i z jiných senzorů, prezentovaných v systému HMD prostřednictvím datového spojení. K označení nepřátelského cíle v systému HMD Targo je tak možné využít například informací z pozemního GCI, nebo dalších letounů ve formaci. Samotný visor je projektován k zobrazení videa v HD kvalitě a infografiky ve vysokém rozlišení 800 x 600 pix a způsob zobrazení může zákazník měnit pomocí volitelného softwarového nástroje bez potřeby podpory výrobce.
K detekci pohybu přílbového zaměřovače je použita nejmodernější technologie s hybridním opticko-inerciálním senzorem, která umožňuje prakticky neomezený pohyb. Celý komplet i s kyslíkovou maskou má váhu cca 1,95 kg a jeho součástí může být i systém Elbit Canary, který je schopen monitorovat pilotův zdravotní stav a včas varovat před hypoxií nebo ztrátou vědomí z velkého přetížení (G-Loc). Přilba HMD Targo je primárně určená pro manévrový vzdušný boj a umožňuje přesné zaměření naváděcí soustavy střely na cíl i při velkém úhlu zteče, kdy pilot vybavený touto přilbou může odpalovat střely Iris-T až do úhlu 80° od směru letu. Pokud je cíl nebo hrozba mimo 20 ° zorné pole, ukazatel TLL (Target Locator Line) nasměruje pilota, kam a jak daleko se má podívat, aby cíl umístil do zorného pole přilby. Targo lze dále použít k označení pozemních cílů při spolupráci s FAC/JTAC.
Moderní přílbový zaměřovač druhé generace Targo teprve prochází integrací na platformu Gripen E a do výzbroje Flygvapnetu by měl být zaveden v letech 2022-2026. Přestože jde svým způsobem o low-endové řešení, Targo disponuje moderní technologií a jeho nespornou výhodou je relativně jednoduchá integrace a přijatelná cena. (foto: Jamie Hunter, Aviacom, www.aviacom.co.uk via SAAB)
Přílbové zaměřovače a české Gripeny
Jak už bylo zmíněno v úvodu, AČR v implementaci těchto moderních prvků na svých Gripenech poněkud zaspala. Hlavní důvod spočíval především ve skutečnosti, že pořízení moderního HMD je přímo navázáno na akvizici nových moderních řízených střel krátkého dosahu. A protože armáda stále používá na letounech z dnešního pohledu výkonově zastaralé střely AIM-9M, nedávalo pořízení přílbových zaměřovačů příliš velký smysl. Sidewinder verze MIKE je sice stále dostačující výzbrojí pro klasické úkoly Air Policing, na druhou stranu v případě skutečného střetu s technologicky vyspělým protivníkem dává pramalé šance na úspěch. Ostatně s tímto trendem se čeští piloti setkávají zhruba od roku 2010, kdy byla do výzbroje některých aliančních států zavedena kombinace moderních střel krátkého dosahu AIM-9X a přílbových zaměřovačů JHMCS.
Možnost podrobně se seznámit s novou technologií v podobě moderních řízených střel a přílbových zaměřovačů pak měli čeští piloti především během cvičení Lion Effort 2015 v Čáslavi, kam zavítalo se svými Gripeny i švédské letectvo. Všechny švédské stroje nasazené během LEF2015 již byly uzpůsobené k použití HMD Cobra, samotný přílbový zaměřovač si pak do Čáslavi přivezli piloti 172. letky ze křídla F17 „Blekinge“ s domovskou základny v Ronneby, kteří s ním měli asi největší zkušenosti. Právě křídlo F17 je v rámci Flygvapnetu vyčleněno pro spolupráci s aliančními letectvy a v minulosti byli jeho příslušníci například vyčleňováni do tzv. severské bojové skupiny Nordic Battlegroup, což bylo uskupení sil rychlé reakce Evropské unie, a pochopitelně se účastnili i libyjské operace Karakal v roce 2011.
Během Lion Effort 2015 se uskutečnovaly tzv. mise Shadow Wave, zaměřené především na manévrový vzdušný boj v prostoru LION 3 v jižních Čechách. Nejčastějším protivníkem pilotů Gripenů byli němečtí tygři od TLG74 (Taktisches Luftwaffengeschwader 74) s letouny EF2000, kteří představovali agresory s volacími znaky „SLAYER“ a k misím do jižních Čech létali poněkud netradičně z bavorské základny v Lechfeldu. A právě proti německým stíhačům na velmi výkonných Tajfunech švédští piloti vytáhli eso z rukávu v podobě HMD Cobra + Iris-T, čímž alespoň trochu eliminovali větší výkony dvoumotorového stroje v manévrovém vzdušném boji.
Možná právě detailní seznámení se střelami Iris-T a přílbovým zaměřovačem Cobra během cvičení Lion Effort 2015 vedlo k záměru na pořízení nových střel krátkého a středního dosahu dle nově přijaté Koncepce rozvoje taktického letectva z prosince 2015, jejichž nákup by měl proběhnout v letech 2022 až 2023. O náhradě střel krátkého dosahu pro Gripeny se tedy v AČR hovoří minimálně 5 let, k oficiálnímu rozhodnutí a konkretizaci výzbroje však zatím nedošlo. Na druhou stranu se dá z různých vyjádření představitelů AČR či ministerstva obrany predikovat, že armáda má již vybráno a půjde o zbraň, která je již na Gripen integrována. S tím jde ruku v ruce snaha o pořízení přílbových zaměřovačů, které by významně rozšířily šance na zachycení cíle a odpalu střely z mnohem většího spektra úhlů, než tomu bylo možné doposud. Armáda tak vyhodnocuje všechny dostupné informace a s největší pravděpodobností zvažuje zavedení modernějšího přílbového zaměřovače, než je první generace HMD Cobra pro Gripen. Ten údajně není u pilotů příliš oblíben kvůli své hmotnosti a složitosti celého systému. Není tak asi žádným tajemstvím, že armádě by se zamlouval novější systém Targo II od izraelské společnosti Elbit Systems, který je v současné době integrován na letouny Gripen E. Implementaci HMD Targo dokonce plánuje podle dřívějších vyjádření i vodochodský výrobce do nových cvičných strojů L-39NG ve verzi Light Attack. Vzhledem k faktu, že starší letouny Gripen C/D zůstanou ve výzbroji švédského letectva dalších cca 15 let je tak nakonec klidně možné, že integrace HMD Targo na tuto starší platformu proběhne i v rámci Flygvapnetu, a z toho by mohlo nakonec těžit i české letectvo. Každopádně jde o systém, jehož integrace by byla zcela určitě nejjednodušší a finančně nejpřijatelnější.
Ačkoliv tedy v této věci zatím není vyhlášen žádný konkrétní akviziční program, pořízení technologie přílbového zaměřování bude v případě pokračování na platformě Gripen po roce 2027 stejně nezbytné. Jestli se tak opravdu stane ukážou až následující roky. Klidně se totiž může stát, že prvním uživatelem přílbových zaměřovačů v AČR nebudou stíhači taktického letectva, ale mnohem pravděpodobněji vrtulníkáři na strojích AH-1Z/UH-1Y, kteří by mohli získat přilby Top Owl HMSD.
Autor textu: Aleš Hottmar, czechairforce.com
Velké poděkování si zaslouží šéfredaktor magazínu Letectví+Kosmonautika Honza Čadil za svolení publikovat vybrané pasáže z článku “Mirage kontra Mig”, publikovaného v L+K 1/96.
Vzhledem k faktu, že české a maďarské Gripeny zatím stále nedisponují přílbovým zaměřovačem či moderními střelami krátkého dosahu pro manévrový vzdušný boj, nezbývá tak jejím pilotům než se spolehnout na jiné systémy. Zatímco čeští piloti sázejí především na BVR a střely AIM-120C-5, maďarští kolegové se spoléhají na „umelú inteligenciu“ droida R2-D2 domácí výroby :o) (foto: Hungarian Air Force)
(úvodní ilustrační foto: Per Kustvik, © Saab AB, www.saab.com)
zdroje:
– článek “Mirage kontra Mig”, autor pplk. Josef Hlava, publikovaný v časopise Letectví+Kosmonautika 1/1996
– článek „THE COBRA HELMET MOUNTED DISPLAY SYSTEM FOR GRIPEN“, autoři Jörgen Larsson a Richard Ekrot, Saab Aerosystems
– tisková zpráva „Sweden orders Helmet-Mounted Display for Gripen“, autor Peter Larsson, Saab press
– Motion Tracking System Technology featured in Scorpion®, https://www.intersense.com/scorpion
– článek „The Cobra Helmet Mounted Display System for Gripen 2“, autoři Jörgen Larsson a Tommy Blomqvist, Saab Aerosystems
– článek „7 Flygrevyn möter: Mats Torbjörnsson och Targo“, Flygrevyn – Scandinavian Aviation Magazine 1/2018, https://issuu.com/flygrevyn/docs/fr_1-18_issuu/s/21773
– monografie BOEING F/A-18E/F SUPER HORNET, autor Cover72, www.palba.cz
– InterSense® IS-1200+ HObIT Hybrid Optical-Based Inertial Tracker, www.intersense.com
– publikace „Helmet-Mounted Displays: Sensation, Perception and Cognition“, autoři Clarence E. Rash, Michael B. Russo, Tomasz R. Letowski a Elmar T. Schmeisser, U.S. Army Aeromedical Research Laboratory Fort Rucker, Alabama U.S. Army Research Laboratory Aberdeen Proving Ground, Maryland
– článek „Mira/Display Montado no Capacete (HMS/HMD)“, autor Ricardo N. Barbosa, https://tecnomilitar.wordpress.com/2019/02/04/mira-display-montado-no-capacete-hms-hmd/
– článek „Design and Error Analysis of a Vehicular AR System with Auto-Harmonization“, autoři Eric Foxlin, Thomas Calloway, Hongsheng Zhang, https://ieeexplore.ieee.org/document/7274774?arnumber=7274774
– článek „Using Helmet Mounted Displays to Designate and Locate Targets in the Urban Environment“, autor Freddie Paul Henderson, University of Tennessee – Knoxville, https://trace.tennessee.edu/utk_gradthes/1999
– článek „Combat effectiveness of the joint helmet mounted cueing system“, autor Taylor N. Thorson, Master’s Thesis, University of Tennessee 2003, https://trace.tennessee.edu/utk_gradthes/5306
