Противовоздушная война является противодействием воздушной войне [1] и включает «все меры, направленные на то, чтобы свести на нет или снизить эффективность действий противника в воздухе». [2] Она охватывает наземные, подводные ( запускаемые с подводных лодок ) и воздушные системы вооружения, а также связанные с ними сенсорные системы, механизмы управления и контроля и пассивные меры (например, аэростаты заграждения ). Она может использоваться для защиты военно-морских , наземных и воздушных сил в любом месте. Однако для большинства стран основные усилия, как правило, направлены на оборону своей территории . Противоракетная оборона является расширением противовоздушной обороны, как и инициативы по адаптации противовоздушной обороны к задаче перехвата любого снаряда в полете.
Большинство современных систем противовоздушной обороны (ПВО) оптимизированы для ПВО ближнего, среднего или дальнего радиуса действия, хотя некоторые системы могут включать в себя несколько видов оружия (например, как автоматические пушки , так и ракеты класса «земля-воздух »). «Многоуровневая ПВО» обычно относится к нескольким «уровням» систем ПВО, которые при объединении воздушная угроза должна преодолеть, чтобы достичь своей цели; Такая защита обычно осуществляется посредством комбинированного использования систем, оптимизированных для ПВО ближнего, среднего или дальнего радиуса действия.
В некоторых странах, таких как Великобритания и Германия во время Второй мировой войны , Советский Союз и современные НАТО и США, наземная ПВО и самолеты ПВО находились под интегрированным командованием и контролем. Однако, в то время как общая ПВО может быть направлена на оборону страны (включая военные объекты), силы на местах, где бы они ни находились, обеспечивают свою собственную защиту от воздушных угроз.
До 1950-х годов стандартным оружием были пушки, стреляющие баллистическими боеприпасами калибра от 7,62 мм (0,30 дюйма) до 152,4 мм (6 дюймов); затем доминирующим оружием стали управляемые ракеты, за исключением самых коротких дистанций (как в системах оружия ближнего боя , которые обычно используют вращающиеся автоматические пушки или, в самых современных системах, модификации ракет класса «земля-воздух» малой дальности класса «воздух-воздух» , часто объединенные в одну систему с вращающимися пушками).
Их также могут называть противовоздушными , противовоздушными , противовоздушными , зенитными , эшелонированной противовоздушной обороной или силами противовоздушной обороны .
Термин противовоздушная оборона, вероятно, впервые был использован в Великобритании, когда в 1925 году была создана Воздушная оборона Великобритании (ADGB) как командование Королевских ВВС . Однако в Великобритании также назывались «противовоздушные», сокращенно AA , термин, который оставался общеупотребительным до 1950-х годов. После Первой мировой войны он иногда снабжался префиксом «легкий» или «тяжелый» (LAA или HAA) для классификации типа орудия или подразделения. Прозвища зенитных орудий включают «AA», «AAA» или «трипл-A» (сокращения от «зенитная артиллерия»), «flak» (от немецкого Flugzeugabwehrkanone ) , «ack-ack» (от орфографического алфавита, используемого британцами для голосовой передачи «AA»); [3] и «архи» (британский термин времен Первой мировой войны, вероятно, придуманный Эмиасом Бортоном и, как полагают, произошедший от Королевского летного корпуса , от фразы комика мюзик-холла Джорджа Роби «Арчибальд, конечно нет!» [4] ).
НАТО определяет противовоздушную войну (ПВО) как «меры, принимаемые для защиты морских сил от атак с использованием бортового оружия, запускаемого с самолетов, кораблей, подводных лодок и наземных объектов». [2] В некоторых армиях термин « общевойсковая противовоздушная оборона » (AAAD) используется для обозначения противовоздушной обороны неспециализированными войсками. Другие термины конца 20-го века включают «наземную противовоздушную оборону» (GBAD) с соответствующими терминами « противовоздушная оборона ближнего действия » (SHORAD) и переносной зенитно-ракетный комплекс (ПЗРК). Зенитные ракеты по-разному называются ракетами класса «земля-воздух » («SAM») и управляемым оружием класса «земля-воздух» (SAGW). Примерами являются RIM-66 Standard , Raytheon Standard Missile 6 или ракета MBDA Aster .
Неанглийские термины для обозначения противовоздушной обороны включают немецкое Flak или FlaK ( Fliegerabwehrkanone , «пушка противовоздушной обороны» [5] , также упоминается как Flugabwehrkanone ), откуда произошло английское flak , и русский термин Противовоздушная оборона ( кириллица : Противовозду́шная оборо́на ), дословный перевод «противовоздушная оборона», сокращенно PVO. [6] На русском языке системы ПВО называются зенитными (т. е. «указывающими на зенит ») системами. На французском языке противовоздушная оборона называется Défense contre les aéronefs (DCA) , aéronef означает «самолет» [7]
Максимальное расстояние, на котором пушка или ракета могут поразить самолет, является важным показателем. Однако используется много разных определений, и если не используется одно и то же определение, то нельзя сравнивать производительность разных пушек или ракет. Для зенитных орудий можно использовать только восходящую часть траектории. Один термин — «потолок», максимальный потолок — это высота, на которую может подняться снаряд при вертикальном выстреле, что само по себе практически бесполезно, поскольку немногие зенитные орудия способны стрелять вертикально, а максимальная продолжительность взрывателя может быть слишком короткой, но потенциально полезно в качестве стандарта для сравнения различного оружия.
Британцы приняли «эффективный потолок», то есть высоту, на которой орудие может выпустить серию снарядов по движущейся цели; это могло быть ограничено максимальным временем работы взрывателя, а также возможностями орудия. К концу 1930-х годов британское определение было таким: «такая высота, на которой цель, приближающаяся непосредственно со скоростью 400 миль в час [640 км/ч], может быть поражена в течение 20 секунд, прежде чем орудие достигнет угла возвышения 70 градусов». [8]
Суть противовоздушной обороны заключается в обнаружении вражеских самолетов и их уничтожении. Критическая проблема заключается в том, чтобы поразить цель, движущуюся в трехмерном пространстве; атака должна не только соответствовать этим трем координатам, но и должна быть сделана в момент, когда цель находится в этом положении. Это означает, что снаряды должны либо направляться для поражения цели, либо нацеливаться на прогнозируемое положение цели в момент, когда снаряд достигает ее, принимая во внимание скорость и направление как цели, так и снаряда.
На протяжении 20-го века противовоздушная оборона была одной из наиболее быстро развивающихся областей военных технологий, реагируя на эволюцию самолетов и используя такие технологии, как радары, управляемые ракеты и вычисления (первоначально электромеханические аналоговые вычисления с 1930-х годов, как и оборудование, описанное ниже). Были усовершенствованы датчики, техническое управление огнем, оружие и командование и управление. В начале 20-го века они были либо очень примитивными, либо вообще не существовали.
Первоначально датчики были оптическими и акустическими устройствами, разработанными во время Первой мировой войны и продолжавшимися в 1930-х годах, [9] но были быстро вытеснены радаром, который, в свою очередь, был дополнен оптоэлектроникой в 1980-х годах. Командование и управление оставались примитивными до конца 1930-х годов, когда Великобритания создала интегрированную систему [10] для ADGB, которая связала наземную противовоздушную оборону британского командования ПВО , хотя полевая противовоздушная оборона опиралась на менее сложные механизмы. Позднее НАТО назвало эти механизмы «наземной средой противовоздушной обороны», определяемой как «сеть наземных радиолокационных станций и центров управления и контроля в пределах определенного театра военных действий, которые используются для тактического управления операциями противовоздушной обороны». [2]
Правила ведения боевых действий имеют решающее значение для предотвращения атаки ПВО на дружественные или нейтральные самолеты. Их использование поддерживается, но не регулируется электронными устройствами опознавания «свой-чужой» (IFF), первоначально введенными во время Второй мировой войны . Хотя эти правила исходят от высшего органа власти, к разным типам ПВО, охватывающим одну и ту же область в одно и то же время, могут применяться разные правила. AAAD обычно действует по самым строгим правилам.
НАТО называет эти правила «приказами по контролю над вооружениями» (WCO), они таковы:
До 1950-х годов пушки, стреляющие баллистическими боеприпасами, были стандартным оружием; затем управляемые ракеты стали доминирующими, за исключением самых коротких дистанций. Однако тип снаряда или боеголовки и его взрыватель, а также, в случае с ракетами, система наведения были и остаются различными. Цели не всегда легко уничтожить; тем не менее, поврежденные самолеты могут быть вынуждены прервать свою миссию и, даже если им удается вернуться и приземлиться на дружественной территории, могут быть выведены из строя на несколько дней или навсегда. Игнорируя стрелковое оружие и более мелкие пулеметы, наземные орудия ПВО различаются по калибру от 20 мм до по крайней мере 152 мм. [11]
Наземная противовоздушная оборона развертывается несколькими способами:
Противовоздушная оборона включала и другие элементы, хотя после Второй мировой войны большинство из них вышли из употребления:
Пассивная противовоздушная оборона определяется НАТО как «Пассивные меры, принимаемые для физической защиты и защиты персонала, важных установок и оборудования с целью минимизации эффективности воздушного и/или ракетного нападения». [2] Она остается жизненно важной деятельностью наземных войск и включает в себя маскировку и сокрытие для избежания обнаружения разведывательными и атакующими самолетами. Такие меры, как маскировка важных зданий, были распространены во время Второй мировой войны. Во время холодной войны взлетно-посадочные полосы и рулежные дорожки некоторых аэродромов были окрашены в зеленый цвет.
В то время как военно-морские силы обычно несут ответственность за собственную противовоздушную оборону (по крайней мере, кораблей в море), организационные механизмы наземной противовоздушной обороны различаются в разных странах и со временем.
Самым крайним случаем был Советский Союз, и эта модель все еще может применяться в некоторых странах: это была отдельная служба, наравне с армией, флотом или военно-воздушными силами. В Советском Союзе это называлось Войска ПВО и имело как истребители, отдельные от военно-воздушных сил, так и наземные системы. Она была разделена на два рода войск: ПВО Страны, Стратегическая служба противовоздушной обороны, ответственная за противовоздушную оборону Родины, созданная в 1941 году и ставшая независимой службой в 1954 году, и ПВО СВ, Противовоздушная оборона сухопутных войск. Впоследствии они стали частью военно-воздушных сил и сухопутных войск соответственно. [13] [14]
С другой стороны, армия США имеет подразделение артиллерии ПВО , которое обеспечивает наземную противовоздушную оборону как для страны, так и для армии на поле боя; однако оперативно оно подчиняется Командующему воздушным компонентом объединенных сил . Многие другие страны также развертывают подразделение ПВО в армии. Некоторые, такие как Япония или Израиль, предпочитают интегрировать свои наземные системы ПВО в свои военно-воздушные силы.
В Великобритании и некоторых других армиях единое артиллерийское подразделение отвечало как за внутреннюю, так и за зарубежную наземную противовоздушную оборону, хотя в Первой мировой войне была разделена ответственность с Королевским флотом за противовоздушную оборону Британских островов . Однако во время Второй мировой войны был сформирован полк Королевских ВВС для защиты аэродромов по всему миру, и это включало легкую противовоздушную оборону. В последние десятилетия холодной войны это включало оперативные базы ВВС США в Великобритании. Вся наземная противовоздушная оборона была выведена из-под юрисдикции Королевских военно-воздушных сил (RAF) в 2004 году . Командование противовоздушной обороны британской армии было расформировано в марте 1955 года, [15] но в течение 1960-х и 1970-х годов Истребительное командование Королевских ВВС использовало дальнобойные ракеты ПВО для защиты ключевых районов в Великобритании. Во время Второй мировой войны Королевская морская пехота также предоставляла подразделения ПВО; Формально являясь частью организации обороны мобильной военно-морской базы, они рассматривались как неотъемлемая часть наземной противовоздушной обороны под командованием армии.
Базовое подразделение ПВО обычно представляет собой батарею с 2–12 орудиями или ракетными пусковыми установками и элементами управления огнем. [ требуется ссылка ] Эти батареи, особенно с орудиями, обычно развертываются на небольшой площади, хотя батареи могут быть разделены; это обычно для некоторых ракетных систем. Ракетные батареи SHORAD часто развертываются по всей площади с отдельными пусковыми установками на расстоянии нескольких километров друг от друга. Когда ПЗРК эксплуатируются специалистами, батареи могут иметь несколько десятков групп, развертываемых отдельно на небольших участках; самоходные зенитные орудия могут развертываться парами.
Батареи обычно группируются в батальоны или эквивалентные им. В полевой армии батальон легких орудий или SHORAD часто приписывается к маневренной дивизии. Более тяжелые орудия и ракеты большой дальности могут быть в бригадах ПВО и подчиняться корпусу или более высокому командованию. Внутренняя противовоздушная оборона может иметь полную военную структуру. Например, Командование ПВО Великобритании, которым командовал полный генерал британской армии, было частью ADGB. На пике своего развития в 1941–42 годах оно состояло из трех корпусов ПВО с 12 дивизиями ПВО между ними. [16]
Использование воздушных шаров армией США во время Гражданской войны в США заставило конфедератов разработать методы борьбы с ними. Они включали использование артиллерии, стрелкового оружия и диверсантов. Они не увенчались успехом, и внутренняя политика привела к тому, что Корпус воздушных шаров армии США был расформирован в середине войны. Конфедераты также экспериментировали с воздушными шарами. [17]
Турки провели первую в истории противовоздушную операцию во время итало-турецкой войны . Несмотря на отсутствие зенитного оружия, они были первыми, кто сбил самолет огнем из винтовки. Первым самолетом, потерпевшим крушение на войне, был самолет лейтенанта Пьеро Манзини, сбитый 25 августа 1912 года. [18] [19]
Самое раннее известное использование оружия, специально созданного для противовоздушной обороны, произошло во время Франко-прусской войны 1870 года. После катастрофы в Седане Париж был осажден , и французские войска за пределами города начали попытки установить связь с помощью воздушного шара . Густав Крупп установил модифицированную 1-фунтовую (37-мм) пушку — Ballonabwehrkanone (пушка для защиты от воздушных шаров) или BaK — на верху конного экипажа с целью сбивать эти воздушные шары. [20] [ нужна страница ]
К началу 20 века воздушные шары, или дирижабльные, пушки для наземного и морского использования привлекали внимание. Были предложены различные типы боеприпасов: фугасные, зажигательные, пулевые цепи, стержневые пули и шрапнель. Была сформулирована необходимость в какой-либо форме трассирующего или дымового следа. Также были рассмотрены варианты взрывателей, как ударного, так и временного типа. Крепления, как правило, были пьедесталного типа, но могли быть и на полевых платформах. Испытания проводились в большинстве стран Европы, но только Krupp, Erhardt, Vickers Maxim и Schneider опубликовали какую-либо информацию к 1910 году. Проекты Krupp включали адаптации их 65-мм 9-фунтовой пушки, 75-мм 12-фунтовой пушки и даже 105-мм пушки. У Erhardt также была 12-фунтовая пушка, в то время как Vickers Maxim предлагал 3-фунтовую, а Schneider — 47-мм. Французская пушка для стрельбы по воздушным шарам появилась в 1910 году, это была 11-фунтовая пушка, но установленная на транспортном средстве, с общим весом без экипажа в две тонны. Однако, поскольку воздушные шары двигались медленно, прицелы были простыми. Но проблемы, связанные с более быстрыми самолетами, были признаны. [21]
К 1913 году только Франция и Германия разработали полевые орудия, пригодные для поражения воздушных шаров и самолетов, и занялись вопросами военной организации. Британский Королевский флот вскоре принял на вооружение зенитные орудия QF 3-inch и QF 4-inch , а также имел скорострельные «пом-помы» Vickers 1-pounder , которые можно было использовать в различных установках. [22] [23]
Первой американской зенитной пушкой была концептуальная однофунтовая пушка, разработанная адмиралом Твинингом в 1911 году для отражения предполагаемой угрозы со стороны дирижаблей. В конечном итоге она была использована в качестве основы для первой оперативной зенитной пушки ВМС США: пушки калибра 3 дюйма/23 . [24]
30 сентября 1915 года войска сербской армии заметили три вражеских самолета, приближающихся к Крагуевацу . Солдаты обстреляли их из ружей и пулеметов, но не смогли помешать им сбросить 45 бомб на город, поразив военные сооружения, железнодорожную станцию и многие другие, в основном гражданские, цели в городе. Во время бомбардировки рядовой Радое Лютовац выстрелил из своей пушки по вражескому самолету и успешно сбил один. Он разбился в городе, и оба пилота скончались от полученных ранений. Пушка, которую использовал Лютовац, не была разработана как зенитное орудие; это была слегка модифицированная турецкая пушка, захваченная во время Первой Балканской войны в 1912 году. Это был первый случай в военной истории, когда военный самолет был сбит артиллерийским огнем земля-воздух . [25] [26] [27]
Британцы осознали необходимость противовоздушной обороны за несколько недель до начала Первой мировой войны; 8 июля 1914 года газета New York Times сообщила, что британское правительство решило «усеять побережье Британских островов серией башен, каждая из которых будет вооружена двумя скорострельными орудиями специальной конструкции», в то время как «полный круг башен» должен был быть построен вокруг «военно-морских сооружений» и «в других особенно уязвимых точках». К декабрю 1914 года Королевский военно-морской добровольческий резерв (RNVR) укомплектовал зенитные орудия и прожекторы, собранные из разных источников примерно в девяти портах. Королевская гарнизонная артиллерия (RGA) была ответственна за противовоздушную оборону на местах с использованием моторизованных двухорудийных секций. Первые были официально сформированы в ноябре 1914 года. Первоначально они использовали QF 1-pounder «pom-pom» (37-мм версии пушки Maxim ). [23] [28]
Вскоре все армии стали использовать зенитные орудия, часто основанные на их меньших полевых орудиях, в частности французские 75-мм и русские 76,2-мм, которые обычно просто подпирали на какой-нибудь насыпи, чтобы дуло было направлено в небо. Британская армия приняла на вооружение 13-фунтовую пушку, быстро создав новые установки, подходящие для использования в качестве зенитных орудий, 13-фунтовая QF 6 cwt Mk III была выпущена в 1915 году. Она оставалась на вооружении в течение всей войны, но 18-фунтовые орудия были выстроены в линию, чтобы принять 13-фунтовый снаряд с более крупным патроном, производя 13-pr QF 9 cwt , и они оказались гораздо более удовлетворительными. [29] Однако в целом эти специальные решения оказались в значительной степени бесполезными. С небольшим опытом в этой роли, без средств измерения цели, дальности, высоты или скорости, сложностью наблюдения за разрывами снарядов относительно цели артиллеристы оказались неспособны правильно настроить взрыватель, и большинство снарядов разрывались значительно ниже своих целей. Исключением из этого правила были пушки, защищавшие аэростаты наблюдения, в этом случае высоту можно было точно измерить по длине троса, удерживающего аэростат.
Первой проблемой были боеприпасы. До войны было признано, что боеприпасы должны взрываться в воздухе. Использовались как фугасные (HE), так и шрапнельные , в основном первые. Воздушные взрыватели были либо зажигательными (на основе горящего фитиля), либо механическими (часового механизма). Зажигательные взрыватели не очень подходили для зенитного использования. Длина взрывателя определялась временем полета, но скорость горения пороха зависела от высоты. Британские помпоны имели только боеприпасы с контактным взрывателем. Цеппелины , будучи заполненными водородом воздушными шарами, были целями для зажигательных снарядов, и британцы ввели их с воздушными взрывателями, как шрапнельного типа — вперед-выстрел зажигательного «горшка» и выброс зажигательной струи снизу. Британцы также устанавливали трассеры на свои снаряды для использования ночью. Дымовые снаряды также были доступны для некоторых зенитных орудий, эти взрывы использовались в качестве целей во время обучения. [30]
Немецкие воздушные атаки на Британские острова усилились в 1915 году, и усилия ПВО были признаны несколько неэффективными, поэтому эксперт по артиллерии Королевского флота , адмирал сэр Перси Скотт , был назначен для внесения улучшений, в частности, интегрированной ПВО обороны Лондона. ПВО была расширена за счет большего количества зенитных орудий RNVR, 75 мм и 3 дюйма, помпоны оказались неэффективными. Военно-морские 3-дюймовые орудия также были приняты армией, QF 3-inch 20 cwt (76 мм), новая полевая установка была введена в 1916 году. Поскольку большинство атак было ночью, вскоре стали использоваться прожекторы, и были разработаны акустические методы обнаружения и определения местоположения. К декабрю 1916 года насчитывалось 183 зенитных секции, защищавших Британию (большинство с 3-дюймовыми), 74 с BEF во Франции и 10 на Ближнем Востоке. [31]
Зенитная артиллерия была сложным делом. Проблема заключалась в успешном наведении снаряда на разрыв вблизи будущего положения цели, при этом на прогнозируемую траекторию снаряда влияли различные факторы. Это называлось наведением орудия с отклонением, когда на прицеле устанавливались «смещенные» углы дальности и возвышения, которые обновлялись по мере перемещения цели. При этом методе, когда прицел был наведен на цель, ствол был направлен на будущее положение цели. Дальность и высота цели определяли длину взрывателя. Трудности возрастали по мере улучшения характеристик самолета.
Британцы первыми занялись измерением дальности, когда поняли, что дальность является ключом к получению лучшей настройки взрывателя. Это привело к появлению высотомера/дальномера (HRF), первой моделью которого был Barr & Stroud UB2, двухметровый оптический совпадающий дальномер, установленный на треноге. Он измерял расстояние до цели и угол возвышения, которые вместе давали высоту самолета. Это были сложные приборы, и также использовались различные другие методы. К HRF вскоре присоединился индикатор высоты/взрывателя (HFI), на котором были отмечены углы возвышения и линии высоты, наложенные на кривые длины взрывателя, используя высоту, сообщенную оператором HRF, можно было считать необходимую длину взрывателя. [32]
Однако проблема настройки отклонения — «прицеливание-выключение» — требовала знания скорости изменения положения цели. И Франция, и Великобритания ввели тахиметрические устройства для отслеживания целей и получения вертикальных и горизонтальных углов отклонения. Французская система Brocq была электрической; оператор вводил дальность цели и имел дисплеи на орудиях; она использовалась с их 75-мм. Британский директор орудия Wilson-Dalby использовал пару трекеров и механическую тахиметрию; оператор вводил длину взрывателя, а углы отклонения считывались с приборов. [33] [34]
К началу Первой мировой войны 77-мм пушка стала стандартным немецким оружием и устанавливалась на большой траверсе, которую можно было легко перевозить на повозке. 75-мм пушки Круппа снабжались оптической системой прицеливания, которая улучшала их возможности. Немецкая армия также адаптировала вращающуюся пушку, которая стала известна союзным летчикам как « пылающий лук » из-за снарядов в полете. Эта пушка имела пять стволов, которые быстро запускали серию 37-мм артиллерийских снарядов. [ требуется цитата ]
Поскольку самолеты начали использовать против наземных целей на поле боя, зенитные орудия не могли достаточно быстро перемещаться по близким целям и, будучи относительно немногочисленными, не всегда находились в нужном месте (и часто были непопулярны среди других войск), поэтому часто меняли позиции. Вскоре войска добавили различное пулеметное оружие, установленное на шестах. Это оружие ближнего действия оказалось более смертоносным, и « Красный барон », как полагают, был сбит зенитным пулеметом Vickers . Когда война закончилась, стало ясно, что растущие возможности самолетов потребуют лучших средств обнаружения целей и наведения на них. Тем не менее, была установлена закономерность: противовоздушная война будет использовать тяжелое оружие для атаки высотных целей и более легкое оружие для использования, когда самолеты будут снижаться.
Первая мировая война продемонстрировала, что самолеты могут быть важной частью поля боя, но в некоторых странах именно перспектива стратегической воздушной атаки была главной проблемой, представляя как угрозу, так и возможность. Опыт четырехлетних воздушных атак на Лондон бомбардировщиками Zeppelin и Gotha GV особенно повлиял на британцев и был одним из, если не главным, стимулом для формирования независимых военно-воздушных сил. По мере того, как возможности самолетов и их двигателей улучшались, становилось ясно, что их роль в будущей войне будет еще более важной, поскольку их дальность и боевая нагрузка росли. Однако в годы, непосредственно после Первой мировой войны, перспектива еще одной крупной войны казалась отдаленной, особенно в Европе, где находились наиболее боеспособные в военном отношении страны, а финансирование было ограничено.
Четыре года войны привели к созданию новой и технически сложной отрасли военной деятельности. Противовоздушная оборона достигла огромных успехов, хотя и с очень низкой стартовой позиции. Однако она была новой и часто не имела влиятельных «друзей» в борьбе за долю ограниченных оборонных бюджетов. Демобилизация означала, что большинство зенитных орудий были сняты с вооружения, остались только самые современные.
Однако были уроки, которые следовало извлечь. В частности, британцы, которые имели зенитные орудия на большинстве театров военных действий в дневное время и использовали их против ночных атак дома. Кроме того, они также сформировали Экспериментальную секцию противовоздушной обороны во время войны и накопили большой объем данных, которые подверглись всестороннему анализу. В результате они опубликовали двухтомный Учебник зенитной артиллерии в 1924–1925 годах. Он включал пять ключевых рекомендаций для оборудования HAA:
Два предположения лежали в основе британского подхода к огню HAA; во-первых, прицельный огонь был основным методом, и это было возможно благодаря прогнозированию данных орудия с помощью визуального отслеживания цели и определения ее высоты. Во-вторых, цель должна была сохранять постоянный курс, скорость и высоту. Этот HAA должен был поражать цели на высоте до 24 000 футов (7,3 км). Требовались механические взрыватели с задержкой, поскольку скорость горения пороха менялась с высотой, поэтому длина взрывателя не была простой функцией времени полета. Автоматический огонь обеспечивал постоянную скорострельность, что облегчало прогнозирование того, куда должен быть направлен каждый снаряд. [35] [36]
В 1925 году британцы приняли на вооружение новый инструмент, разработанный Vickers. Это был механический аналоговый компьютер — Predictor AA No 1. Учитывая высоту цели, его операторы отслеживали цель, а предиктор выдавал пеленг, высоту квадранта и установку взрывателя. Эти данные передавались электрически на орудия, где они отображались на циферблатах повторителей для наводчиков, которые «сопоставляли указатели» (данные о цели и фактические данные орудия) для наведения орудий. Эта система электрических циферблатов повторителей была основана на устройствах, введенных британской береговой артиллерией в 1880-х годах, и береговая артиллерия была фоном для многих офицеров ПВО. Аналогичные системы были приняты в других странах, и, например, более поздняя Sperry M3A3 в США также использовалась Британией как Predictor AA No 2. Определители высоты также увеличивались в размерах; в Британии семифутовый оптический базовый стереоскопический дальномер Barr & Stroud UB 2 времен Первой мировой войны был заменен девятифутовым оптическим базовым UB 7 и восемнадцатифутовым оптическим базовым UB 10 (использовавшимся только на стационарных зенитных ракетных установках). Goertz в Германии и Levallois во Франции производили пятиметровые (16 футов) инструменты. Однако в большинстве стран основные усилия в области орудий HAA до середины 1930-х годов были направлены на улучшение существующих, хотя различные новые конструкции находились на чертежных досках. [36] [37]
С начала 1930-х годов восемь стран разработали радары ; эти разработки были достаточно продвинуты к концу 1930-х годов, чтобы работы по разработке звуколокационных акустических устройств были в целом остановлены, хотя оборудование было сохранено. Кроме того, в Великобритании добровольческий корпус наблюдателей, сформированный в 1925 году, предоставил сеть наблюдательных пунктов для сообщения о вражеских самолетах, пролетающих над Великобританией. Первоначально радар использовался для наблюдения за воздушным пространством с целью обнаружения приближающихся вражеских самолетов. Однако немецкий радар Вюрцбурга , введенный в эксплуатацию в 1940 году, был способен предоставлять данные, пригодные для управления зенитными орудиями, а британский радар Gun Laying, Mark I , был разработан для использования на позициях зенитных орудий и использовался к 1939 году. [38]
Версальский договор не позволил Германии иметь зенитное оружие, и, например, конструкторы Krupps присоединились к Bofors в Швеции. Некоторые орудия Первой мировой войны были сохранены, и в конце 1920-х годов началось тайное обучение зенитной артиллерии. Германия представила 8,8-см FlaK 18 в 1933 году, за ней последовали модели 36 и 37 с различными улучшениями, но баллистические характеристики остались неизменными. В конце 1930-х годов появилась 10,5-см FlaK 38 , вскоре за ней последовала 39; она была разработана в первую очередь для стационарных позиций, но имела подвижную установку, и в установке были генераторы 220 В 24 кВт. В 1938 году началось проектирование 12,8- см FlaK . [39] [40]
В 1918 году Британия успешно испытала новое 3,6-дюймовое орудие. В 1928 году предпочтительным решением стало 3,7-дюймовое (94-мм) орудие, но потребовалось шесть лет, чтобы получить финансирование. Производство 3,7-дюймового орудия QF началось в 1937 году; это орудие использовалось на мобильных лафетах в полевой армии и переносных орудиях на стационарных установках для стационарных позиций. В то же время Королевский флот принял новое 4,5-дюймовое (113-мм) орудие в двойной башне, которое армия приняла в упрощенных одноорудийных установках для стационарных позиций, в основном вокруг портов, где были доступны морские боеприпасы. Производительность новых орудий была ограничена их стандартным предохранителем № 199 с 30-секундным временем срабатывания, хотя новый механический предохранитель с замедлением, дающий 43 секунды, был близок к готовности. В 1939 году был введен машинный установщик предохранителей, чтобы исключить ручную установку предохранителей. [41]
США закончили Первую мировую войну с двумя 3-дюймовыми зенитными орудиями, и в межвоенный период были разработаны усовершенствования. Однако в 1924 году началась работа над новым 105-мм зенитным орудием, но к середине 1930-х годов было произведено лишь несколько из них, поскольку к этому времени уже началась работа над 90-мм зенитным орудием с подвижными лафетами и стационарными установками, способными поражать воздушные, морские и наземные цели. Версия M1 была одобрена в 1940 году. В 1920-х годах велась работа над 4,7-дюймовым орудием, которая была прекращена, но возобновилась в 1937 году, что привело к созданию нового орудия в 1944 году. [42]
Хотя основным направлением усилий ПВО была система обнаружения целей и связанное с ней управление огнем, низколетящие цели на близком расстоянии оставались и к середине 1930-х годов стали представлять собой проблему.
Until this time the British, at RAF insistence, continued their use of World War I machine guns, and introduced twin MG mountings for AAAD. The army was forbidden from considering anything larger than .50-inch.[citation needed] However, in 1935 their trials showed that the minimum effective round was an impact-fused 2 lb HE shell. The following year they decided to adopt the Bofors 40 mm and a twin barrel Vickers 2-pdr (40 mm) on a modified naval mount. The air-cooled Bofors was vastly superior for land use, being much lighter than the water-cooled "pom-pom", and UK production of the Bofors 40 mm was licensed. The Predictor AA No 3, as the Kerrison Predictor was officially known, was introduced with it.[43]
The 40 mm Bofors had become available in 1931. In the late 1920s the Swedish Navy had ordered the development of a 40 mm naval anti-aircraft gun from the Bofors company. It was light, rapid-firing and reliable, and a mobile version on a four-wheel carriage was soon developed. Known simply as the 40 mm, it was adopted by some 17 different nations just before World War II and is still in use today in some applications such as on coastguard frigates.
Rheinmetall in Germany developed an automatic 20 mm in the 1920s and Oerlikon in Switzerland had acquired the patent to an automatic 20 mm gun designed in Germany during World War I. Germany introduced the rapid-fire 2 cm FlaK 30 and later in the decade it was redesigned by Mauser-Werke and became the 2 cm FlaK 38.[44] Nevertheless, while 20 mm was better than a machine gun and mounted on a very small trailer made it easy to move, its effectiveness was limited. Germany therefore added a 3.7 cm. The first, the 3.7 cm FlaK 18 developed by Rheinmetall in the early 1930s, was basically an enlarged 2 cm FlaK 30. It was introduced in 1935 and production stopped the following year. A redesigned gun 3.7 cm FlaK 36 entered service in 1938, it too had a two-wheel carriage.[45] However, by the mid-1930s the Luftwaffe realised that there was still a coverage gap between 3.7 cm and 8.8 cm guns. They started development of a 5 cm gun on a four-wheel carriage.[46]
After World War I the US Army started developing a dual-role (AA/ground) automatic 37 mm cannon, designed by John M. Browning. It was standardised in 1927 as the T9 AA cannon, but trials quickly revealed that it was worthless in the ground role. However, while the shell was a bit light (well under 2 lbs) it had a good effective ceiling and fired 125 rounds per minute; an AA carriage was developed and it entered service in 1939 as the 37 mm gun M1. It proved prone to jamming, and was eventually replaced in AA units by the Bofors 40 mm. The Bofors had attracted attention from the US Navy, but none were acquired before 1939.[47] Also, in 1931 the US Army worked on a mobile anti-aircraft machine mount on the back of a heavy truck having four .30 calibre water-cooled machine guns and an optical director. It proved unsuccessful and was abandoned.[48]
The USSR introduced a new 76 mm M1931 in 1937, an 85 mm M1938[49] and developed the 37 mm M1939 (61-K), which appears to have been copied from the Bofors 40 mm. A Bofors 25 mm, essentially a scaled down 40 mm, was also copied as the 25 mm M1939.[50]
During the 1930s solid-fuel rockets were under development in the Soviet Union and Britain. In Britain the interest was for anti-aircraft fire, it quickly became clear that guidance would be required for precision. However, rockets, or "unrotated projectiles" as they were called, could be used for anti-aircraft barrages. A two-inch rocket using HE or wire obstacle warheads - the Z battery - was introduced first to deal with low-level or dive bombing attacks on smaller targets such as airfields. The three-inch was in development at the end of the inter-war period.[51]
WWI had been a war in which air warfare blossomed, but had not matured to the point of being a real threat to naval forces. The prevailing assumption was that a few relatively small caliber naval guns could manage to keep enemy aircraft beyond a range where harm might be expected. In 1939 radio controlled target drones became available to the US Navy in quantity allowing a more realistic testing of existing anti-aircraft suites against actual flying and manoeuvring targets.[52] The results were sobering to an unexpected degree.
The United States was still emerging from the effects of the Great Depression and funds for the military had been sparse to the degree that 50% of shells used were still powder fused.[52] The US Navy found that a significant portion of its shells were duds or low order detonations (incomplete detonation of the explosive contained by the shell). Virtually every major country involved in combat in World War II invested in aircraft development. The cost of aircraft research and development was small and the results could be large.[53] So rapid was the performance leaps of evolving aircraft that the British High Angle Control System (HACS) was obsolete and designing a successor very difficult for the British establishment.[54] Electronics would prove to be an enabler for effective anti-aircraft systems and both the US and UK had a growing electronics industry.[54]
In 1939 radio controlled drones became available to actually test existing systems in British and American service. The results were disappointing by any measure. High-level manoeuvring drones were virtually immune to shipboard AA systems. The US drones could simulate dive bombing which showed the dire need for autocannons. Japan introduced powered gliders in 1940 as drones but apparently was unable to dive bomb.[55] There is no evidence of other powers using drones in this application at all. It may have caused a major underestimation of the threat and an inflated view of their AA systems.[56]
Poland's AA defences were no match for the German attack, and the situation was similar in other European countries.[57] Significant AAW (Anti-Air Warfare) started with the Battle of Britain in the summer of 1940. QF 3.7-inch AA guns provided the backbone of the ground-based AA defences, although initially significant numbers of QF 3-inch 20 cwt were also used. The Army's Anti-aircraft command, which was under operational command of RAF Fighter Command within Air Defence GB, grew to 12 AA divisions in three AA corps. Bofors 40 mm guns entered service in increasing numbers. In addition, the RAF regiment was formed in 1941 with responsibility for airfield air defence, eventually with Bofors 40 mm as their main armament. Fixed AA defences, using HAA and LAA, were established by the Army in key overseas places, notably Malta, Suez Canal and Singapore.
While the 3.7-inch was the main HAA gun in fixed defences and the only mobile HAA gun with the field army, the QF 4.5-inch gun, manned by artillery, was used in the vicinity of naval ports and made use of the naval ammunition supply. The 4.5-inch at Singapore had the first success in shooting down Japanese bombers. Mid war QF 5.25-inch naval guns started being emplaced in some permanent sites around London. This gun was also deployed in dual-role coast defence/AA positions.
Germany's high-altitude needs were originally going to be filled by a 75 mm gun from Krupp, designed in collaboration with their Swedish counterpart Bofors, but the specifications were later amended to require much higher performance. In response Krupp's engineers presented a new 88 mm design, the FlaK 36. First used in Spain during the Spanish Civil War, the gun proved to be one of the best anti-aircraft guns in the world, as well as particularly deadly against light, medium, and even early heavy tanks.
After the Dambusters raid in 1943 an entirely new system was developed that was required to knock down any low-flying aircraft with a single hit. The first attempt to produce such a system used a 50 mm gun, but this proved inaccurate and a new 55 mm gun replaced it. The system used a centralised control system including both search and targeting radar, which calculated the aim point for the guns after considering windage and ballistics, and then sent electrical commands to the guns, which used hydraulics to point themselves at high speeds. Operators simply fed the guns and selected the targets. This system, modern even by today's standards, was in late development when the war ended.
The British had already arranged licence building of the Bofors 40 mm, and introduced these into service. These had the power to knock down aircraft of any size, yet were light enough to be mobile and easily swung. The gun became so important to the British war effort that they even produced a movie, The Gun, that encouraged workers on the assembly line to work harder. The Imperial measurement production drawings the British had developed were supplied to the Americans who produced their own (unlicensed) copy of the 40 mm at the start of the war, moving to licensed production in mid-1941.
Service trials demonstrated another problem however: that ranging and tracking the new high-speed targets was almost impossible. At short range, the apparent target area is relatively large, the trajectory is flat and the time of flight is short, allowing to correct lead by watching the tracers. At long range, the aircraft remains in firing range for a long time, so the necessary calculations can, in theory, be done by slide rules—though, because small errors in distance cause large errors in shell fall height and detonation time, exact ranging is crucial. For the ranges and speeds that the Bofors worked at, neither answer was good enough.
The solution was automation, in the form of a mechanical computer, the Kerrison Predictor. Operators kept it pointed at the target, and the Predictor then calculated the proper aim point automatically and displayed it as a pointer mounted on the gun. The gun operators simply followed the pointer and loaded the shells. The Kerrison was fairly simple, but it pointed the way to future generations that incorporated radar, first for ranging and later for tracking. Similar predictor systems were introduced by Germany during the war, also adding radar ranging as the war progressed.
A plethora of anti-aircraft gun systems of smaller calibre was available to the German Wehrmacht combined forces, and among them the 1940-origin Flakvierling quadruple-20 mm-autocannon-based anti-aircraft weapon system was one of the most often-seen weapons, seeing service on both land and sea. The similar Allied smaller-calibre air-defence weapons of the American forces were also quite capable. Their needs could cogently be met with smaller-calibre ordnance beyond using the usual singly-mounted M2 .50 caliber machine gun atop a tank's turret, as four of the ground-used "heavy barrel" (M2HB) guns were mounted together on the American Maxson M45 Quadmount weapon (as a direct answer to the Flakvierling), which were often mounted on the back of a half-track to form the M16 Multiple Gun Motor Carriage. Although of less power than Germany's 20 mm systems, the typical four or five combat batteries of an Army AAA battalion were often spread many kilometres apart from each other, rapidly attaching and detaching to larger ground combat units to provide welcome defence from enemy aircraft.
AAA battalions were also used to help suppress ground targets. Their larger 90 mm M3 gun would prove, as did the eighty-eight, to make an excellent anti-tank gun as well, and was widely used late in the war in this role. Also available to the Americans at the start of the war was the 120 mm M1 gun stratosphere gun, which was the most powerful AA gun with an impressive 60,000 ft (18 km) altitude capability, however no 120 M1 was ever fired at an enemy aircraft. The 90 mm and 120 mm guns continued to be used into the 1950s.
The United States Navy had also put some thought into the problem, When the US Navy began to rearm in 1939 in many ships the primary short ranged gun was the M2 .50 caliber machine gun. While effective in fighters at 300 to 400 yards this is point blank range in naval anti-aircraft ranges. Production of the Swiss Oerlikon 20 mm had already started to provide protection for the British and this was adopted in exchange for the M2 machine guns.[58] From December 1941 to January 1942, production had risen to not only cover all British requirements but also allowed 812 units to be actually delivered to the US Navy.[59] By the end of 1942 the 20 mm had accounted for 42% of all aircraft destroyed by the US Navy's shipboard AA. However, the King Board had noted that the balance was shifting towards the larger guns used by the fleet. The US Navy had intended to use the British pom-pom, however, the weapon required the use of cordite which BuOrd had found objectionable for US service.[60] Further investigation revealed that US powders would not work in the pom-pom.[61] Bureau of Ordnance was well aware of the Bofors 40 mm gun. The firm York Safe and Lock was negotiating with Bofors to attain the rights to the air-cooled version of the weapon. At the same time Henry Howard, an engineer, and businessman became aware of it and contacted RADM W. R. Furlong, chief of the Bureau of Ordnance. He ordered the Bofors weapon system to be investigated. York Safe and Lock would be used as the contracting agent. The system had to be redesigned for both the English measurement system and mass production, as the original documents recommended hand fitting parts and drilling to shape.[62] As early as 1928 the US Navy saw the need to replace the .50 caliber machine gun with something heavier. The 1.1"/75 (28 mm) Mark 1 was designed. Placed in quadruple mounts with a 500 rpm rate of fire it would have fit the requirements. However, the gun was suffering teething issues being prone to jamming. While this could have been solved the weight of the system was equal to that of the quad-mount Bofors 40 mm while lacking the range and power that the Bofors provided. The gun was relegated to smaller less vital ships by the end of the war.[63] The 5"/38 naval gun rounded out the US Navy's AA suite. A dual purpose mount, it was used in both the surface and AA roles with great success.
Mated with the Mark 37 director and the proximity fuse it could routinely knock drones out of the sky at ranges as far as 13,000 yards.[64]
A 3"/50 MK 22 semiautomatic dual gun was produced but not employed before the end of the war and therefore beyond the scope of this article. However early marks of the 3"/50 were employed in destroyer escorts and on merchant ships. 3″/50 caliber guns (Marks 10, 17, 18, and 20) first entered service in 1915 as a refit to USS Texas (BB-35), and were subsequently mounted on many types of ships as the need for anti-aircraft protection was recognized. During World War II, they were the primary gun armament on destroyer escorts, patrol frigates, submarine chasers, minesweepers, some fleet submarines, and other auxiliary vessels, and were used as a secondary dual-purpose battery on some other types of ships, including some older battleships. They also replaced the original low-angle 4"/50 caliber guns (Mark 9) on "flush-deck" Wickes and Clemson-class destroyers to provide better anti-aircraft protection. The gun was also used on specialist destroyer conversions; the "AVD" seaplane tender conversions received two guns; the "APD" high-speed transports, "DM" minelayers, and "DMS" minesweeper conversions received three guns, and those retaining destroyer classification received six.[65]
The Germans developed massive reinforced-concrete blockhouses, some more than six stories high, which were known as Hochbunker 'high bunkers' or "Flaktürme" flak towers, on which they placed anti-aircraft artillery. Those in cities attacked by the Allied land forces became fortresses. Several in Berlin were some of the last buildings to fall to the Soviets during the Battle of Berlin in 1945. The British built structures such as the Maunsell Forts in the North Sea, the Thames Estuary and other tidal areas upon which they based guns. After the war most were left to rot. Some were outside territorial waters, and had a second life in the 1960s as platforms for pirate radio stations, while another became the base of a micronation, the Principality of Sealand.
Some nations started rocket research before World War II, including for anti-aircraft use. Further research started during the war. The first step was unguided missile systems like the British 2-inch RP and 3-inch, which was fired in large numbers from Z batteries, and were also fitted to warships. The firing of one of these devices during an air raid is suspected to have caused the Bethnal Green disaster in 1943.[citation needed] Facing the threat of Japanese Kamikaze attacks the British and US developed surface-to-air rockets like British Fairey Stooge or the American Lark as counter measures, but none of them were ready at the end of the war. The Germans missile research was the most advanced of the war as the Germans put considerable effort in the research and development of rocket systems for all purposes. Among them were several guided and unguided systems. Unguided systems involved the Fliegerfaust (literally "aircraft fist") rocket launcher as the first MANPADS. Guided systems were several sophisticated radio, wire, or radar guided missiles like the Wasserfall ('waterfall') rocket. Owing to the severe war situation for Germany all of those systems were only produced in small numbers and most of them were only used by training or trial units.
Another aspect of anti-aircraft defence was the use of barrage balloons to act as physical obstacle initially to bomber aircraft over cities and later for ground attack aircraft over the Normandy invasion fleets. The balloon, a simple blimp tethered to the ground, worked in two ways. Firstly, it and the steel cable were a danger to any aircraft that tried to fly among them. Secondly, to avoid the balloons, bombers had to fly at a higher altitude, which was more favourable for the guns. Barrage balloons were limited in application, and had minimal success at bringing down aircraft, being largely immobile and passive defences.
The Allies' most advanced technologies were showcased by the anti-aircraft defence against the German V-1 cruise missiles (V stands for Vergeltungswaffe, 'retaliation weapon'). The 419th and 601st anti-aircraft gun battalions of the US Army were first allocated to the Folkestone-Dover coast to defend London, and then moved to Belgium to become part of the "Antwerp X" project coordinated from the Le Grand Veneur[66] in Keerbergen. With the liberation of Antwerp, the port city immediately became the highest priority target, and received the largest number of V-1 and V-2 missiles of any city. The smallest tactical unit of the operation was a gun battery consisting of four 90 mm guns firing shells equipped with a radio proximity fuse. Incoming targets were acquired and automatically tracked by SCR-584 radar,. Output from the gun-laying radar was fed to the M9 gun director, an electronic analogue computer to calculate the lead and elevation corrections for the guns. With the help of these three technologies, close to 90% of the V-1 missiles, on track to the defence zone around the port, were destroyed.[67][68]
Post-war analysis demonstrated that even with newest anti-aircraft systems employed by both sides, the vast majority of bombers reached their targets successfully, on the order of 90%. While these figures were undesirable during the war, the advent of the nuclear bomb considerably altered the acceptability of even a single bomber reaching its target.
The developments during World War II continued for a short time into the post-war period as well. In particular the US Army set up a huge air defence network around its larger cities based on radar-guided 90 mm and 120 mm guns. US efforts continued into the 1950s with the 75 mm Skysweeper system, an almost fully automated system including the radar, computers, power, and auto-loading gun on a single powered platform. The Skysweeper replaced all smaller guns then in use in the Army, notably the 40 mm Bofors. By 1955, the US military deemed the 40 mm Bofors obsolete due to its reduced capability to shoot down jet powered aircraft, and turned to SAM development, with the Nike Ajax and the RSD-58. In Europe NATO's Allied Command Europe developed an integrated air defence system, NATO Air Defence Ground Environment (NADGE), that later became the NATO Integrated Air Defence System.
The introduction of the guided missile resulted in a significant shift in anti-aircraft strategy. Although Germany had been desperate to introduce anti-aircraft missile systems, none became operational during World War II. Following several years of post-war development, however, these systems began to mature into viable weapons. The US started an upgrade of their defences using the Nike Ajax missile, and soon the larger anti-aircraft guns disappeared. The same thing occurred in the USSR after the introduction of their SA-2 Guideline systems.
As this process continued, the missile found itself being used for more and more of the roles formerly filled by guns. First to go were the large weapons, replaced by equally large missile systems of much higher performance. Smaller missiles soon followed, eventually becoming small enough to be mounted on armoured cars and tank chassis. These started replacing, or at least supplanting, similar gun-based SPAAG systems in the 1960s, and by the 1990s had replaced almost all such systems in modern armies. Man-portable missiles, MANPADS, as they are known today, were introduced in the 1960s and have supplanted or replaced even the smallest guns in most advanced armies.
In the 1982 Falklands War, the Argentine armed forces deployed the newest west European weapons including the 35 mm Oerlikon GDF-002 twin cannon and Roland missile. The Rapier missile system was the primary GBAD system, used by both British artillery and RAF regiment, a few brand-new FIM-92 Stinger were used by British special forces. Both sides also used the Blowpipe missile. British naval missiles used included Sea Dart and the older Sea Slug longer range systems, SeaCat and the new Sea Wolf short range systems. Machine guns in AA mountings were used both ashore and afloat.
During the 2008 South Ossetia war air power faced off against powerful SAM systems, like the 1980s Buk-M1.
In February 2018, an Israeli F-16 fighter was downed in the occupied Golan Heights province, after it had attacked an Iranian target in Syria.[69][70][71][72] In 2006, Israel also lost a helicopter over Lebanon, shot down by a Hezbollah rocket.[73]
Although the firearms used by the infantry, particularly machine guns, can be used to engage low altitude air targets, on occasion with notable success, their effectiveness is generally limited and the muzzle flashes reveal infantry positions. Speed and altitude of modern jet aircraft limit target opportunities, and critical systems may be armoured in aircraft designed for the ground attack role. Adaptations of the standard autocannon, originally intended for air-to-ground use, and heavier artillery systems were commonly used for most anti-aircraft gunnery, starting with standard pieces on new mountings, and evolving to specially designed guns with much higher performance prior to World War II.
The shells fired by these weapons are usually fitted with different types of fuses (barometric, time-delay, or proximity) to explode close to the airborne target, releasing a shower of fast metal fragments. For shorter-range work, a lighter weapon with a higher rate of fire is required, to increase a hit probability on a fast airborne target. Weapons between 20 mm and 40 mm calibre have been widely used in this role. Smaller weapons, typically .50 calibre or even 8 mm rifle calibre guns have been used in the smallest mounts.
Unlike the heavier guns, these smaller weapons are in widespread use due to their low cost and ability to quickly follow the target. Classic examples of autocannons and large calibre guns are the 40 mm autocannon from Bofors and the 8.8 cm FlaK 18, 36 gun designed by Krupp. Artillery weapons of this sort have for the most part been superseded by the effective surface-to-air missile systems that were introduced in the 1950s, although they were still retained by many nations. The development of surface-to-air missiles began in Nazi Germany during the late World War II with missiles such as the Wasserfall, though no working system was deployed before the war's end, and represented new attempts to increase effectiveness of the anti-aircraft systems faced with growing threat from bombers. Land-based SAMs can be deployed from fixed installations or mobile launchers, either wheeled or tracked. The tracked vehicles are usually armoured vehicles specifically designed to carry SAMs.
Larger SAMs may be deployed in fixed launchers, but can be towed/re-deployed at will. The SAMs launched by individuals are known in the United States as the Man-Portable Air Defence Systems (MANPADS). MANPADS of the former Soviet Union have been exported around the World, and can be found in use by many armed forces. Targets for non-ManPAD SAMs will usually be acquired by air-search radar, then tracked before/while a SAM is "locked-on" and then fired. Potential targets, if they are military aircraft, will be identified as friend or foe before being engaged. The developments in the latest and relatively cheap short-range missiles have begun to replace autocannons in this role.
The interceptor aircraft (or simply interceptor) is a type of fighter aircraft designed specifically to intercept and destroy enemy aircraft, particularly bombers, usually relying on high speed and altitude capabilities. A number of jet interceptors such as the F-102 Delta Dagger, the F-106 Delta Dart, and the MiG-25 were built in the period starting after the end of World War II and ending in the late 1960s, when they became less important due to the shifting of the strategic bombing role to ICBMs. Invariably the type is differentiated from other fighter aircraft designs by higher speeds and shorter operating ranges, as well as much reduced ordnance payloads.
The radar systems use electromagnetic waves to identify the range, altitude, direction, or speed of aircraft and weather formations to provide tactical and operational warning and direction, primarily during defensive operations. In their functional roles they provide target search, threat detection, guidance, reconnaissance, navigation, instrumentation, and weather reporting support to combat operations.
An anti-UAV defence system (AUDS) is a system for defence against military unmanned aerial vehicles. A variety of designs have been developed, using lasers,[74] net-guns and air-to-air netting, signal jamming, and hi-jacking by means of in-flight hacking.[75] Anti-UAV defence systems have been deployed against ISIL drones during the Battle of Mosul (2016–2017).[76][77]
Alternative approaches for dealing with UAVs have included using a shotgun at close range, and for smaller drones, training eagles to snatch them from the air.[75] This only works on relatively small UAVs and loitering munitions (also called "suicide drones"). Larger UCAVs such as the MQ-1 Predator can be (and frequently are) shot down like manned aircraft of similar sizes and flight profiles.[78][79]
Guns are being increasingly pushed into specialist roles, such as the Dutch Goalkeeper CIWS, which uses the GAU-8 Avenger 30 mm seven-barrel Gatling gun for last ditch anti-missile and anti-aircraft defence. Even this formerly front-line weapon is currently being replaced by new missile systems, such as the RIM-116 Rolling Airframe Missile, which is smaller, faster, and allows for mid-flight course correction (guidance) to ensure a hit. To bridge the gap between guns and missiles, Russia in particular produces the Kashtan CIWS, which uses both guns and missiles for final defence with two six-barrelled 30 mm Gsh-6-30 rotary canon and eight 9M311 surface-to-air missiles provide for its defensive capabilities.
Upsetting this development to all-missile systems is the current move to stealth aircraft. Long range missiles depend on long-range detection to provide significant lead. Stealth designs cut detection ranges so much that the aircraft is often never even seen, and when it is, it is often too late for an intercept. Systems for detection and tracking of stealthy aircraft are a major problem for anti-aircraft development.
However, as stealth technology grows, so does anti-stealth technology. Multiple transmitter radars such as those from bistatic radars and low-frequency radars are said to have the capabilities to detect stealth aircraft. Advanced forms of thermographic cameras such as those that incorporate QWIPs would be able to optically see a stealth aircraft regardless of the aircraft's radar cross-section (RCS). In addition, side-looking radars, high-powered optical satellites, and sky-scanning, high-aperture, high sensitivity radars such as radio telescopes, would all be able to narrow down the location of a stealth aircraft under certain parameters.[80] The newest SAMs have a claimed ability to be able to detect and engage stealth targets, with the most notable being the Russian S-400, which is claimed to be able to detect a target with a 0.05-square metre RCS from 90 km away.[81]
Another potential weapon system for anti-aircraft use is the laser. Although air planners have imagined lasers in combat since the late 1960s, only the most modern laser systems are currently reaching what could be considered "experimental usefulness". In particular the Tactical High Energy Laser can be used in the anti-aircraft and anti-missile role. The ALKA directed-energy weapon (DEW) system is a Turkish dual electromagnetic/laser weapon developed by Roketsan allegedly used to destroy one of GNC's Wing Loong II UAVs; if true, this would represent the first known time a vehicle mounted combat laser was used to destroy another combat vehicle during genuine wartime conditions.[82]
The future of projectile based weapons may be found in the railgun. Currently tests are underway on developing systems that could create as much damage as a Tomahawk, but at a fraction of the cost. In February 2008 the US Navy tested a railgun; it fired a shell at 5,600 miles (9,000 km) per hour using 10 megajoules of energy. Its expected performance is over 13,000 miles (21,000 km) per hour muzzle velocity, accurate enough to hit a 5-metre target from 200 nautical miles (370 km) away while shooting at 10 shots per minute. It is expected to be ready in 2020 to 2025.[83] These systems, while currently designed for static targets, would only need the ability to be retargeted to become the next generation of AA system.
Most Western and Commonwealth militaries integrate air defence purely with the traditional services of the military (i.e. army, navy and air force), as a separate arm or as part of artillery. In the British Army for instance, air defence is part of the artillery arm, while in the Pakistan Army, it was split off from the artillery to form a separate arm of its own in 1990. This is in contrast to some (largely communist or ex-communist) countries where not only are there provisions for air defence in the army, navy and air force but there are specific branches that deal only with the air defence of territory, for example, the Soviet PVO Strany. The USSR also had a separate strategic rocket force in charge of nuclear intercontinental ballistic missiles.
Smaller boats and ships typically have machine-guns or fast cannons, which can often be deadly to low-flying aircraft if linked to a radar-directed fire-control system radar-controlled cannon for point defence. Some vessels like Aegis-equipped destroyers and cruisers are as much a threat to aircraft as any land-based air defence system. In general, naval vessels should be treated with respect by aircraft, however the reverse is equally true. Carrier battle groups are especially well defended, as not only do they typically consist of many vessels with heavy air defence armament but they are also able to launch fighter jets for combat air patrol overhead to intercept incoming airborne threats.
Nations such as Japan use their SAM-equipped vessels to create an outer air defence perimeter and radar picket in the defence of its Home islands, and the United States also uses its Aegis-equipped ships as part of its Aegis Ballistic Missile Defense System in the defence of the Continental United States.
Some modern submarines, such as the Type 212 submarines of the German Navy, are equipped with surface-to-air missile systems, since helicopters and anti-submarine warfare aircraft are significant threats. The subsurface launched anti-air missile was first purposed by US Navy Rear Admiral Charles B. Momsen, in a 1953 article.[84]
Layered air defence in naval tactics, especially within a carrier group, is often built around a system of concentric layers with the aircraft carrier at the centre. The outer layer will usually be provided by the carrier's aircraft, specifically its AEW&C aircraft combined with the CAP. If an attacker is able to penetrate this layer, then the next layers would come from the surface-to-air missiles carried by the carrier's escorts; the area-defence missiles, such as the RIM-67 Standard, with a range of up to 100 nmi, and the point-defence missiles, like the RIM-162 ESSM, with a range of up to 30 nmi. Finally, virtually every modern warship will be fitted with small-calibre guns, including a CIWS, which is usually a radar-controlled Gatling gun of between 20 mm and 30 mm calibre capable of firing several thousand rounds per minute.[85]
Armies typically have air defence in depth, from integral man-portable air-defense systems (MANPADS) such as the RBS 70, Stinger and Igla at smaller force levels up to army-level missile defence systems such as Angara and Patriot. Often, the high-altitude long-range missile systems force aircraft to fly at low level, where anti-aircraft guns can bring them down. As well as the small and large systems, for effective air defence there must be intermediate systems. These may be deployed at regiment-level and consist of platoons of self-propelled anti-aircraft platforms, whether they are self-propelled anti-aircraft guns (SPAAGs), integrated air-defence systems like 2K22 Tunguska or all-in-one surface-to-air missile platforms like Roland or SA-8 Gecko.
On a national level the United States Army was atypical in that it was primarily responsible for the missile air defences of the Continental United States with systems such as Project Nike.
.jpg/1280px-Aircraft_Combat_Archer_(2565196807).jpg)
Air defence by air forces is typically provided by fighter jets carrying air-to-air missiles. However, most air forces choose to augment airbase defence with surface-to-air missile systems as they are such valuable targets and subject to attack by enemy aircraft. In addition, some countries choose to put all air defence responsibilities under the air force.
Area air defence, the air defence of a specific area or location, (as opposed to point defence), have historically been operated by both armies (Anti-Aircraft Command in the British Army, for instance) and Air Forces (the United States Air Force's CIM-10 Bomarc). Area defence systems have medium to long range and can be made up of various other systems and networked into an area defence system (in which case it may be made up of several short range systems combined to effectively cover an area). An example of area defence is the defence of Saudi Arabia and Israel by MIM-104 Patriot missile batteries during the first Gulf War, where the objective was to cover populated areas.
Most modern air defence systems are fairly mobile. Even the larger systems tend to be mounted on trailers and are designed to be fairly quickly broken down or set up. In the past, this was not always the case. Early missile systems were cumbersome and required much infrastructure; many could not be moved at all. With the diversification of air defence there has been much more emphasis on mobility. Most modern systems are usually either self-propelled (i.e. guns or missiles are mounted on a truck or tracked chassis) or towed. Even systems that consist of many components (transporter/erector/launchers, radars, command posts etc.) benefit from being mounted on a fleet of vehicles. In general, a fixed system can be identified, attacked and destroyed whereas a mobile system can show up in places where it is not expected. Soviet systems especially concentrate on mobility, after the lessons learnt in the Vietnam war between the US and Vietnam with the SA-2 Guideline.
Israel and the US Air Force[citation needed], in conjunction with the members of NATO, have developed significant tactics for air defence suppression. Dedicated weapons such as anti-radiation missiles and advanced electronics intelligence and electronic countermeasures platforms seek to suppress or negate the effectiveness of an opposing air-defence system. It is an arms race; as better jamming, countermeasures and anti-radiation weapons are developed, so are better SAM systems with ECCM capabilities and the ability to shoot down anti-radiation missiles and other munitions aimed at them or the targets they are defending.
Stinger missiles supplied by the United States were used against the aircraft of the Soviet Union by the Afghan mujahideen during the Soviet occupation of Afghanistan in the Cold War. Rocket-propelled grenades (RPGs) can be—and often are—used against hovering helicopters (e.g., by Somali militiamen during the 1993 Battle of Mogadishu. Firing an RPG at steep angles poses a danger to the user, because the backblast from firing reflects off the ground. In Somalia, militia members sometimes welded a steel plate onto the exhaust end of an RPG's tube to deflect pressure away from the shooter when shooting up at US helicopters.[citation needed] RPGs are used in this role only when more effective weapons are not available.
Another example of using RPGs against helicopters is Operation Anaconda in March 2002 in Afghanistan. Taliban insurgents defending Shah-i-Kot Valley used RPGs in a direct fire role against landing helicopters. Four rangers were killed[86] when their helicopter was shot down by an RPG, and SEAL team member Neil C. Roberts fell out of his helicopter when it was hit by two RPGs.[87] In other instances helicopters have been shot down in Afghanistan during a mission[88] in Wardak province. One feature that makes RPGs useful in air defence is that they are fused to automatically detonate at 920 m.[89] If aimed into the air this causes the warhead to airburst which can release a limited but potentially damaging amount of shrapnel hitting a helicopter landing or taking off.[citation needed]
For insurgents the most effective method of countering aircraft is to attempt to destroy them on the ground, either by penetrating an airbase perimeter and destroying aircraft individually, e.g. the September 2012 Camp Bastion raid, or finding a position where aircraft can be engaged with indirect fire, such as mortars. A recent trend emerging during the Syrian Civil War is the use of ATGM against landing helicopters.[90]
