Päätöspuun käyttö tutkamaalien initialisoinnissa

Suomen ilmatilaa valvotaan reaaliaikaisesti, pääasiassa ilmavalvontatutkilla. Ilmatilassa on lentokoneiden lisäksi paljon muitakin kohteita, jotka tutka havaitsee. Tutka lähettää nämä tiedot edelleen ilmavalvontajärjestelmään. Ilmavalvontajärjestelmä käsittelee tiedot, sekä lähettää ne edelleen esitysjärjestelmään. Esitysjärjestelmässä tiedot esitetään synteettisinä merkkeinä, seurantoina joista käytetään nimitystä träkki. Näiden tietojen puitteissa sekä oman ammattitaitonsa perusteella ihmiset tekevät päätöksiä. Tämän työn tarkoituksena on tutkia tutkan havaintoja träkkien initialisointipisteessä siten, että voitaisiin määritellä tyypillinen rakenne sille mikä on oikea ja mikä väärä tai huono träkki. Tämän lisäksi tulisi ennustaa, mitkä Irakeista eivät aiheudu ilma- aluksista. Saadut tulokset voivat helpottaa työtä havaintojen tulkinnassa - jokainen lintuparvi ei ole ehdokas seurannaksi. Havaintojen luokittelu voidaan tehdä joko neurolaskennalla tai päätöspuulla. Neurolaskenta tehdään neuroverkoilla, jotka koostuvat neuroneista. Päätöspuu- luokittelijat ovat oppivia tietorakenteita kuten neuroverkotkin. Yleisin päätöpuu on binääripuu. Tämän työn tavoitteena on opettaa päätöspuuluokittelija havaintojen avulla siten, että se pystyy luokittelemaan väärät havainnot oikeista. Neurolaskennan mahdollisuuksia tässä työssä ei käsitellä kuin teoreettisesti. Työn tuloksena voi todeta, että päätöspuuluokittelijat ovat erittäin kykeneviä erottamaan oikeat havainnot vääristä. Vaikka tulokset olivat rohkaiseva, lisää tutkimusta tarvitaan määrittelemään luotettavammin tekijät, jotka parhaiten suorittavat luokittelun.

Sadevälkkeen mallinnus ilmavalvontatutkajärjestelmää varten

Tutkat muodostavat Suomen rauhanajan ilmavalvonnan rungon. Ilmatilassa on lentokoneiden lisäksi paljon muitakin kohteita, jotka ilmavalvontatutka havaitsee. Naita ei toivottuja kaikuja kutsutaan välkkeeksi. Sadevälke on tilavuusvälkettä. Tämän työn tarkoituksena on löytää menetelmä tai malli, jolla voitaisiin mallintaa sadevälkkeen vaikutus ilmavalvontatutkassa. Toisaalta myös sadevälkkeen suodatus on työn keskeinen tavoite. Käytettyjä suodatusmenetelmiä olivat adaptiivinen suodatus ja doppler-suodatus. Suodinpankkiin eli doppler-suodatukseen lisättiin vielä CFAR Työn tuloksena voi todeta, että sadevälkkeen suodatus onnistui hyvin mutta itse sadevälkkeen mallintamista tulee kehittää edelleen. Työssä käytetyt menetelmät on esitetty algoritmimuodossa. Mittausaineiston keräys suoritettiin keskivalvontatutkalla ja SP-testerillä. Varsinaiset suodatuskokeet ja mallin testaus tehtiin Matlab-ohjelmistolla.

Kirvoista kosmokseen - ja kaikkea siltä väliltä

TAT eli Tutka- ja avaruusteknologiaryhmä on osa Ilmatieteen laitoksen Uudet havaintomenetelmät -ohjelmaa.

Tilannekuvan muodostaminen seuraavan sukupolven hävittäjässä

Tutkielmassa on tarkasteltu tilannekuvan muodostamista 5. sukupolven hävittäjässä. Tarkastelu on tehty kirjallisuusselvityksenä, jota on tuettu analysoimalla ja laskemalla suorituskykyarvoja muutamissa esimerkkitilanteissa. Tarkastelussa on keskitytty radiotaajuisten sensoreiden ja lentokoneiden keskinäisen verkottamisen suomien mahdollisuuksien arviointiin. Käytettävissä oleva sensoritekniikka tulee parantumaan huomattavasti nykyisiin 4. sukupolven hävittäjiin verrattuna. Aktiivisen, elektronisesti keilaavan tutkan ohella koneissa tullee olemaan tutkavaroittimen rinnalla ESM-järjestelmä, joka on liki välttämätön modernien uhkasignaalien havaitsemiseksi riittävän etäältä. Verkottamalla hävittäjien ESM-järjestelmät keskenään, voidaan saavuttaa paikannustarkkuus, joka riittää ilmataisteluohjusten ja ilmasta/maahan-ohjusten laukaisuun. Tehokkaan verkottamisen mahdollistaa suurikapasiteettinen datalinkki, jonka havainnointi on äärimmäisen vaikeaa eikä se näin paljasta hävittäjää signaalillaan. Vaikka 5. sukupolven hävittäjästä puhuttaessa huomiota kiinnitetään ensisijaisesti sen häiveominaisuuksiin, tapahtuu myös tilannekuvaan vaikuttavissa järjestelmissä sellaista kehitystä, joka mahdollistaa täysin uusia toimintoja. Näin tulevaisuuden hävittäjäryhmä kykenee tarvittaessa tuottamaan tilannekuvan yksin, kun siihen aiemmin vaadittiin koko ilmapuolustusjärjestelmän tuki.

Saab J35 Draken -hävittäjän vaikutus Suomen ilmapuolustuskykyyn 1970-luvulla

Kylmän sodan aikana Suomen ilmapuolustus kyseenalaistettiin muiden valtioiden toimesta. Kehittyvän aseteknologian aikana Suomen ilmavoimien hävittäjäkalusto oli jäänyt jälkeen sen ajan sotakalustosta. Tutkattomat hävittäjät kykenivät toteuttamaan ilmavoimille asetettuja tehtäviä vain hyvällä säällä, näkölento-olosuhteissa. Koko valtakunnan ilmapuolustusjärjestelmä koki suuren muutoksen 1970-luvulla, jonka merkittävänä tekijänä oli ruotsalaisen Saab J35 Draken -hävittäjän hankinta ilmavoimien torjuntahävittäjäksi. Tässä tutkimuksessa tarkastellaan uuden torjuntahävittäjän vaikutusta hävittäjätorjunnan toteutukseen ja ilmapuolustuskyvyn ylläpitoon. Tutkimusmenetelmä on laadullinen eli kvalitatiivinen tutkimusmenetelmä, jolloin tutkimuksen aineisto koostuu valtaosin julkaistuista kirjallisuuslähteistä ja haastattelusta. Kaikki suoranaisesti hävittäjätorjuntaa käsittelevät lähteet ovat Draken-aikakaudella ilmavoimissa palvelleiden henkilöiden kirjoittamia. Kirjallisuuslähteiden tueksi haastateltavana henkilönä on käytetty entistä ilmavoimien komentajaa, kenraaliluutnantti Heikki Nikusta. Hankintaprosessin poliittinen valmistelu kesti useita vuosia ja hankintaa jouduttiin lykkäämään eri syistä. Viimein keväällä, vuonna 1970 vahvistettiin kahdentoista Draken-hävittäjän hankinta. Koneet toimitettiin osina Suomeen Valmetin tehtaille koottavaksi. Koneiden oston yhteydessä kauppaan kuului myös koulutuspaketti, jonka avulla tyyppi- ja ilmataistelukoulutus kyettiin aloittamaan Suomessa nopeasti kuuden Ruotsista vuokratun koneen kanssa. Koulutuspaketti edesauttoi Drakenin nopeaa täysimittaista operatiiviseen käyttöön ottoa ja nopeaa ilmataistelukoulutuksen aloitusta Suomessa. Vaikka uusi torjuntahävittäjä oli massiivinen ja hieman kankeaksi kuvailtu sotakone, palautti se hävittäjätorjuntaan sotien jälkeen koulutuksesta kadonneen klassisen ilmataistelun eli kaartotaistelun. Draken oli ensimmäinen hävittäjä Suomen ilmavoimilla, jossa oli tutka ja tutkaohjukset. Oman tutkan käyttöön perustuva ohjushyökkäys paransi hävittäjätorjunnan toteutusta ja samalla se oli täysin uusi koulutettava asia hävittäjäohjaajille. Suuret hävittäjähankinnan kaltaiset sota-asehankinnat ovat merkittäviä ulko- ja turvallisuuspoliittisia päätöksiä. Kylmän sodan aikana Suomen tavoitteena oli edistää puolueetonta ulko- ja turvallisuuspolitiikka. Nootti-kriisi ja läheinen suhde Neuvostoliittoon ei vakuuttanut länsivaltioita Suomen puolueettomuudesta, joten ruotsalaisvalmisteisen torjuntahävittäjän hankinta oli tarkasti harkittu evaluointiprosessissa mukana olleista hävittäjistä. Puolueettomuusimagon lisäksi Draken-hankinta toi mukanaan uusia elementtejä ilmataisteluun. Tutkan ja kaartotaistelun lisäksi uutena mainittavana asiana oli hävittäjäparin käyttö torjuvana yksikkönä. Koneiden pie3 nestä määrästä johtuen Drakenin aikakaudella otettiin käyttöön myös hajautustaktiikka. Koneet sijoitettiin pienempiin osastoihin valtakunnan alueelle, jolloin saatiin kattava tunnistus- ja torjuntakyky ympäri valtakuntaa. Drakenin myötä Suomelle tuli ensimmäistä kertaa historiansa aikana ympärivuorokautinen kyky valvoa ja turvata valtakunnan ilmatilaa sääolosuhteista riippumatta.

Venäläiset tutkahakeutuvat ilmataisteluohjukset SU-27 -hävittäjän käytössä

Tutkielman tarkoitus on kartoittaa venäläisten tutkahakuisten ilmataisteluohjusten käytön mahdollisuuksia nykypäivänä tarkastelemalla itse tutkahakuisia ohjuksia sekä SU-27 torjuntahävittäjää niiden käyttäjänä. Tutkimuksessa tarkastellaan myös venäläisten kylmän sodan aikana luotua monen ohjuksen yhteislaukaisun ideologiaa ja sen käyttömahdollisuuksia nykyään. Tutkielman pääkysymys on, ”Mikä on venäläisten mahdollisuus käyttää tutkahakeutuvia BVR-ilmataisteluohjuksia SU-27 torjuntahävittäjällä?”. Pääkysymykseen haetaan vastaus selvittämällä tutkan toimintaa ja ohjusten hakeutumismenetelmiä sekä tarkastelemalla venäläisten ilmataisteluohjusten ja SU-27:n suorituskykyä aerodynaamisten ja sensoriteknisten tekijöiden osalta. Tutkielma toteutetaan kvalitatiivisena sisällönanalyysinä. Aineistolähtöinen sisällönanalyysi sopii tutkielmaan, koska tutkielman keskeisimmät aineistot ovat kirjat, artikkelit tutkittavista aiheista ja internetjulkaisut. Näin tutkielmassa voidaan edetä induktiivisesti yksittäisistä havainnoista suurempaan kokonaisuuteen ja teorioihin. Tutkielmassa tämä toteutuu tekemällä havaintoja yksittäisen aerodynaamisen tekijän vaikutuksesta ohjuksen laukaisulle. Sisällönanalyysi toteutuu koko tutkielman ajan aineistonkeruusta alkaen, koska tarkasteltavat arkaluontoiset sotilasaiheet vaativat huomattavaa lähdekritiikkiä. Venäläisten käyttämät ilmataisteluohjukset ovat nopeita ja ne voivat toimia kaikilla hävittäjien käyttämillä korkeusalueilla sekä pitkillä etäisyyksillä. Ohjusten toimintaa rajoittaa lavetin suorituskyky ja pääkäytössä olevien R-27R-ohjuksien puoliaktiivinen hakeutuminen. Suuritehoinen SU-27 tarjoaa aerodynaamisesti hyvän lavetin suurella nopeudella ja korkeusalueella. Hävittäjän polttoaineen ja asekuorman kantokyky on suuri, joten se kykenee toimimaan tehtävässä pitkään. SU-27:n ohjusten käytön mahdollisuutta rajoittaa eniten sen mekaanisesti ohjautuva vanhahkon teknologian tutka, vaikka se onkin päivitetty ja mahdollistaa vaikuttamisen moneen kohteeseen. Kylmän sodan aikainen ohjuskäytön ideologia todetaan toimivaksi myös nykypäivänä edellä mainittujen rajoitusten vuoksi. Venäläiset ilmataisteluohjukset ja SU-27 ovat erittäin suorituskykyisiä aerodynaamisesti. Ohjusten ja lavetin suuret nopeus- ja korkeusalueet mahdollistavat taistelun voittamisen kaukaa. Ohjusten käyttöä rajoittavat eniten sensoritekniset tekijät, suurimpana tekijänä SU-27:n tutka ja ohjusten hakeutumisgeometria. Kylmän sodan aikaista ohjuskäytön ideologiaa tukee ohjusten ja lavetin rajoitusten lisäksi venäläisten tapa kehittää ilmataisteluohjuksille eri menetelmillä toimivia hakupäitä.

Häivetekniikan nykytila

Tutkielmassa käsitellään tutka-alueen häivetekniikkaa ja sen huomioon ottamista aluksissa. Häiveteknologian käyttö on noussut viime vuosina merkittäväksi osaksi taistelualusten omasuojajärjestelmiä. Merellä tapahtuva tiedustelu, valvonta ja tulenjohto aiheuttavat kilpajuoksun toisaalta maalin havaitsemisen suhteen ja toisaalta paljastumisen suhteen. Tämä ilmenee sensori- ja häiveteknologian välisenä kehityskilpailuna. Häivetekniikan merkitys korostuu, kun maiden laivastot pienenevät. Sen avulla minimoidaan tappioita ja taistelunkestävyys paranee. Häivetekniikalla kyetään suojaamaan aluksia ennakoivasti. Sen avulla kyetään välttämään omaan toimintaan kohdistuvaa tiedustelua sekä suojautumaan tulenjohdolta. Päätutkimuskysymyksenä on: Miten aluksen näkyvyyteen voidaan vaikuttaa merellä. Tutkielmaan on asetettu lisäksi kolme alakysymystä. Ensimmäinen alakysymys käsittelee muotoilun merkitystä häivetekniikalle. Toinen alakysymys määrittää materiaalien roolia häiveteknologiassa ja kolmas tutkimuskysymys käsittelee olosuhteiden vaikutusta häiveteknologiaan sekä uusien runkoratkaisujen tuomia mahdollisuuksia alussuunnitteluun ja häiveteknologiaan Kirjallinen aineisto on kerätty pääsääntöisesti kirjastoista. Artikkelit ovat suurimmaksi osaksi internetissä olevista tietokannoista. Haastattelut on tehty puolustusvoimien sisällä. Johtopäätöksissä esitellään, millaisia ratkaisuja aluksen tutkaherätteen pienentämiseksi käytetään maailmalla tällä hetkellä. Mukaan on otettu myös mahdollisia tulevaisuuden näkymiä, jotka pohjautuvat lähteistä saatavaan informaatioon.

Länsimaisten SAR/GMTI-tutkien suorituskyky

SAR/GMTI-tutka (Synthetic Aperture Radar/Ground Moving Target Indicator) tuottaa tiedustelutietoa johtamisen, tiedustelun, valvonnan ja maalinosoituksen tueksi. SAR/GMTI -tutka on luotettava tiedusteluväline tutkataajuusalueella tapahtuvan tiedustelutiedon tuottamisen ansiosta, jolloin tutkan käyttö ja tiedustelutiedon tuottaminen onnistuvat huonoissakin sääolosuhteissa. SAR/GMTI-tutkien käyttö on yleistynyt sotilaskäytössä viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana ja niillä on ollut suuri merkitys kaikissa suuremmissa konflikteissa kylmän sodan loppumisen jälkeen. SAR-tutka käyttää lavettina liikkuvaa alustaa, useimmiten lentokonetta, muodostaakseen virtuaalisen antenniryhmän ja signaaliprosessoinnin avulla, jolloin vastaanottimeen palautuvat kaiut sijoitetaan kohdilleen ja muodostetaan SAR-kuvaa. Tarkimmillaan nykyisten SARtutkien resoluutio on muutaman kymmenen senttimetrin luokkaa ja mittausetäisyydet suurimmillaan satoja kilometrejä. GMTI-tutka havaitsee liikkuvat kohteet, kun liikkuvista kohteista palautuvat kaiuilla on eri taajuus kuin ympäröivästä maastosta palautuvilla kaiuilla ja kohteet pystytään erottelemaan välkkeen seasta. GMTI-tutkan toiminta perustuu doppler-ilmiöön. SAR-tutkaa pystytään useimmiten käyttämään GMTI-moodissa. Sotilaskäytössä olevat GMTI-tutkat pystyvät havaitsemaan keskimäärin noin henkilöauton kokoisen maalin, joka liikkuu noin 5 km/h nopeudella. SAR/GMTI-tutkia on käytetty menestyksellisesti molemmissa Irakin sodissa Yhdysvaltojen toimesta, kun tasainen aavikko ei aiheuttanut juurikaan ongelmia alueen valvontaan ilmasta käsin. Sen sijaan haasteita SAR/GMTI-tutkille ovat aiheuttaneet operaatiot Balkanilla ja Afganistanissa korkean vuoriston, peitteisen maaston ja kohteiden hankalan tunnistettavuuden takia. Suoraan taistelun tukemiseen liittyen GMTI-tutkat ovat olleet hyödyllisiä, kun valvontakoneilta saadut tiedot liikkuvista vihollisosastoista on voitu lähettää datalinkkien kautta lähestulkoon reaaliajassa. SAR-tutkat ovat olleet hyödyllisiä ennen taisteluiden alkua tiedustelutiedon keräämisessä ja vaikeakulkuisessa maastossa SAR-tutkia on käytetty esimerkiksi taisteluvaikutuksen jälkiarviointiin. SAR/GMTI-tutkien suorituskyky kehittyy jatkuvasti laitteiden resoluution ja koon pienentyessä. Datalinkeillä voidaan välittää tietoa alajohtoportaille ja SAR/GMTI-tutkia on voitu sijoittaa esimerkiksi UAV-lennokkeihin (Unmanned Aerial Vehicle), joilla on voitu suorittaa tarkempaa aluevalvontaa kuin mitä isomman kokoluokan valvontakoneilla voitaisiin toteuttaa.

BigTac-ilmataistelusimulointi häivetekniikan hyötyjen tutkimisessa

Ilmavoimat pohtii uuden hävittäjäkaluston ostamista 2020-luvulla poistuvan F-18 Hornetin tilalle. Uusien hävittäjien kasvaneet hankintahinnat herättävät keskustelua niiden Stealth- eli häiveominaisuuksien välttämättömyydestä. Vastakkain asettuvat häivetekniikan tuottama operatiivinen suorituskyky ja suorituskyvyn hinta. Häivetekniikan tuomista mahdollisuuksista ei ole riittävän perusteltua tietoa. Tutkielman tavoitteena on luoda perusta häivetekniikan kustannustehokkuuden tarkastelulle taktiikan näkökulmasta. Tulevien hankintakustannusten tarkastelun perustaksi tarvitaan tietoa siitä, miten BigTac-simulointia voidaan käyttää ilmasotataktiikan tutkimisen työkaluna määritel-lyssä skenaariossa, jossa käytetään häivetekniikkaa. Tämän kysymyksen vastauksena on tar-koitus tuottaa ohjeistus, jonka perusteella häivetekniikan tuomia hyötyjä voidaan tutkia Big-Tac-simuloinnilla. Tässä tutkielmassa tarkastellaan kohteen tutkapoikkipinta-alan vaikutusta uhkajärjestelmien tutkien havaintoetäisyyteen sekä ammuntaetäisyyteen. Tutkielmassa testataan kokein tut-kayhtälön ilmenemistä BigTac-simulaatiossa muutettaessa kohteen tutkapoikkipinta-alaa, ja uhkajärjestelmän päätöksentekoetäisyyden muutosta vaihdettaessa kohteen tutkapoikkipinta-alaa. Näiden kokeiden jälkeen suoritettaan skenaariotarkastelu kahdella eri tutkapoikkipinta-alalla. Ilmasotataktiikan onnistumisen mittaamiseksi skenaariossa mitataan kolmea ominai-suutta, lentoturvallisuutta, selviytymistä ja tehtävän toteutumista. Eri tutkapoikkipinta-aloilla saatuja tuloksia vertaillaan erojen löytämiseksi. Ensimmäisen kokeen tuloksen perusteella ensimmäinen hypoteesi todettiin vääräksi. Hypo-teesissa ilmakehän vaimennus määriteltiin läpäisykerroinvakioksi. Kun läpäisykerroinvakio muutettiin eksponentiaalisesti kasvavaksi vaimennukseksi, tutkayhtälö toteutui BigTac-simulaatiossa. Toisen kokeen tuloksen perusteella toinen hypoteesi osoitettiin todeksi. Uhka ampui aina samalla viiveellä kohteen havaitsemisen jälkeen. Viive esiintyi riippumatta siitä miltä etäisyydeltä uhkan tutka havaitsi kohteen. Kahden kokeen perusteella todettiin, että kohteen tutkapoikkipinta-ala vaikutti oletetusti uhkajärjestelmän tutkan havaintoetäisyyteen ja ammuntaetäisyyteen. Tutkielman skenaariossa tutkapoikkipinta-alan pienentäminen vaikutti ainoastaan kohteiden selviytymiseen. BigTac ei sellaisenaan tarjoa työkalua häivetekniselle tarkastelulle. Jotta tutkimuksesta saadaan vertailukelpoisia tuloksia, on käytettävä asiantuntijaa skenaarion alus-tuksen ja kohteiden toimintatapojen muokkaamiseksi. Skenaarion perusteella esitettiin oh-jeistus BigTacin käyttöohjeeksi tuleville tutkimuksille.

Imbuing airborne electronic warfare self-protection : possibilities to disguise

Tutkielman nimi käännettynä suomeksi on Lentokoneiden omasuojajärjestelmien kyllästäminen – mahdollisuuksia kätkeytymiseen. Siinä keskitytään etsimään aktiivisia, ilmauhkaa kohti säteileviä keinoja ilmahyökkääjän, lentokoneen tai helikopterin, omasuojajärjestelmän harhauttamiseksi. Järjestelmät pyrkivät varoittamaan lentäjää laser- ja tutkasäteilyhavainnoista sekä ohjuksen laukaisusta ja lähestymisestä. Omasuojajärjestelmiin kuuluviin vastakeinoihin tutkimus ei keskity. Tavoitteena harhauttamisella on ilmapuolustuksen todellisen määrän ja sijainnin suojaaminen. Epätietoisuus voi saada lentäjän tekemään vääriä johtopäätöksiä. Työ ei fokusoi harhauttamisen taktiseen kehykseen työn kannalta tarpeellista määrää enempää. Tietosuojasyistä tutkimus ei käsittele käytössä olevien omasuojajärjestelmien operatiivisia ominaisuuksia vaan käsittelee teoriaa niiden taustalla. Tutkimus tehtiin käyttäen taustatutkimukselle enemmän tyypillistä kirjallisuustutkimusta. Jo tutki-muksen alkuvaiheessa oli oletettavaa, että elektronisiin sensoreihin perustuvaa omasuojajärjestelmää pystytään harhauttamaan. Systeemianalysoinnilla pyrittiin löytämään vastauksia tähän olettamukseen. Omasuojajärjestelmästä muodostettiin jo tutkimuksen varhaisessa vaiheessa malli. Tieteellistä kirjallisuutta omasuojajärjestelmistä on olemassa jonkin verran, ja niistä löydettyä tietoa omasuojajärjestelmien ominaisuuksista ja sensoreista yhdistettiin malliin niin, että siitä saatiin mahdollisimman tarkka systeemin kuvaus todellisesta omasuojajärjestelmästä. Analyysin tavoitteena oli löytää niitä kriteereitä, joilla omasuojajärjestelmä saataisiin kohtuullisen tehokkaasti uskomaan harhautusta oikeaksi hälytykseksi. Ohjuksen laukaisusta varoittava sensori perustuu ohjuksen moottorin muodostaman pilven lämpö-säteilyyn. Säteily kuitenkin muuttuu lennon eri vaiheissa, mikä tuottaa haasteita järjestelmälle. Millimetrialueen tutkan käyttö varoittimen sensorina on myös yksi vaihtoehto. Laser-varoittimet toimivat koko sillä taajuusalueella, mitä sotilaskäytössä tulenjohtamiseen ja ohjusten ohjaamiseen käytetään. Tutkavaroittimen tutkimus on vielä kesken. Löydettyjä tuloksia analysoimalla tulen tässä vaiheessa hieman ristiriitaisiin tuloksiin. Lämpösäteilyn käytön suurin haaste on sen eteneminen ilmakehässä. Varoittimen tavoitekaan ei ole toimia kymmentä kilometriä pidemmälle. Yksi mahdollinen ratkaisu on suunnitella ja toteuttaa raketti, jonka tuottaa lämpösäteilyä kuten tietty puolustavan joukon käytössä oleva ohjus. Jos koneessa on kuitenkin myös millimetrialueen tutka tukemassa varoitusjärjestelmää, hankaloituu rakettiharhautus merkittävästi, koska sen pitäisi oletettavasti olla lentokoneen kanssa melko tarkasti kohtaavalla reitillä. Laser-varoitin on ilmeisesti herkin järjestelmistä, koska se voi tietyissä olosuhteissa ja varsinkin matalalla lentokorkeudella aiheuttaa paljon vääriä hälytyksiä ilman tarkoituksellista harhauttamista. Laserin käyttö yhdistettynä raketin laukaisuun saattaisi tuottaa halutun tuloksen. Tutkavaroittimen harhautus onnistuu, jos valelaitteen signaali on uskottavan tarkka.

RF-simulaattorin käytettävyys tutkakoulutuksessa tulevaisuudessa

Tässä tutkimuksessa selvitettiin, että radiotaajuisen simulaattorin käytettävyys tutka-ELSO-koulutuksessa nyt ja tulevaisuudessa on hyvä. Tutkimuskysymykseen vastattiin teemahaastattelujen pohjalta. Varsinaista päätutkimuskysymystä varten selvitettiin koulutuksen asettamat vaatimukset simuloinnille. Tutkimuksessa muodostettiin vaatimukset simulaattorille eri koulutustasoilla. Tasoja muodostui viisi: perustaso, ELSO-tasot 1 ja 2, maastoharjoittelu sekä tutkaverkkojen koulutus. Vaatimukset joka tasolla määrittelivät neljää suurta kokonaisuutta: maalit, häirinnät, tutkaympäristö ja koulutusympäristö, jotka edelleen jakautuivat useisiin vaatimuksiin. RF-simulaattorin hyviä puolia ja ongelmakohtia verrattiin vaatimuksiin. Lopuksi pohdittiin vielä tutkatekniikan mahdollisesti tulevia kehityskohteita ja niiden vaikutuksia RF-simulaattorin suorituskykyyn. Näin päästin tämän tutkimuksen tulokseen, että vaikka RF-simulaatiolla on rajoituksia, pääasiassa ilmateitse toimittaessa, jolloin vaihtelevan suuntatiedon tuottaminen on ongelmallista, on sen suorituskyky monilla alueilla erittäin hyvä nyt ja lähitulevaisuudessa.

Häiveominaisuuksien vaikutus IRST-Järjestelmän seurantaetäisyyteen

Nykyaikaisen häivehävittäjän tutka-alueen häiveominaisuudet ovat niin kehittyneitä, että IRST-järjestelmällä voidaan tietyissä olosuhteissa saavuttaa suurempi seurantaetäisyys häivehävittäjään, kuin nykyaikaisella ilmataistelututkalla. IRST-järjestelmällä tarkoitetaan infrapuna-alueella toimivaa tutkan kaltaista, mutta passiivista järjestelmää. Järjestelmän passiivisuus luo edellytykset yllättää ja kaapata aloite ilmataistelussa, ja siten saavuttaa taktinen etulyöntiasema. Tutkimuksen tavoitteena onkin selvittää tätä taustaa vasten, miten puolustuksellisessa ilmasotatilanteessa tulee IRST-järjestelmää hyväksi käyttäen lähestyä hyökkäävää häivehävittäjää, joka on varustettu infrapuna-alueen häiveominaisuuksilla. Lisäksi tutkimuksen tavoitteena on kartoittaa olemassa olevia infrapuna-alueen häivekeinoja. Tavoitteeseen päästään selvittämällä ensin yleisellä tasolla, millaisia infrapuna-alueen häiveominaisuuksia on käytössä nykyaikaisissa häivehävittäjissä. Lisäksi selvitetään, millainen kyky nykyaikaisella hävittäjän IRST-järjestelmällä on havaita infrapuna-alueen häiveominaisuuksilla varustettu häivehävittäjä, ja miten ilmakehän olosuhteet siihen vaikuttavat. Taktinen näkökulma luodaan pohtimalla IRST-järjestelmän käyttöä hyökkäyksellisyyttä, aloitteellisuutta ja aktiivisuutta painottaen tekniikan määrittämissä rajoissa. Aineistoa analysoidaan deduktiivisen päättelyn avulla. Tutkimuksessa havaittiin, että IRST-järjestelmän suurin ongelma taktiikan näkökulmasta on infrapunasäteilyn vaimentuminen voimakkaasti sen kulkiessa ilmakehän sääilmiöiden läpi. Tämä infrapunasäteilyn ominaisuus rajoittaa järjestelmän käyttökelpoisuutta, ja määrittää tehokkaalle toiminnalle rajoituksia. Tutkan kanssa vertailukelpoisia seurantaetäisyyksiä voidaan saavuttaa vain suhteellisen kuivassa ja kirkkaassa ilmamassassa. Häivehävittäjälle on edullista toimia korkealla suurella nopeudella, jolloin se tuottaa paljon lämpöenergiaa. Lisäksi suuri lentokorkeus tarkoittaa ohutta, kylmää ja kuivaa ilmamassaa, jossa infrapunasäteilyn kulkuun vaikuttavia tekijöitä on vähän. Tämä luo edellytykset IRST-järjestelmän tehokkaalle käytölle. IRST-järjestelmällä saavutetaan suurin seurantaetäisyys häivehävittäjästä takasektorista sen edetessä korkealla yliääninopeudella. Seurantaetäisyys voi olla jopa satojen kilometrien luokkaa. Kyseinen tilanne ei kuitenkaan ole taktisessa mielessä edullinen, sillä takasektorista ei kyetä, varsinkaan suurilta etäisyyksiltä, vaikuttamaan kohteeseen. Infrapuna-alueen häiveominaisuudet ovat tehokkaimpia etusektoriin, joten myös kohteen havaitseminen IRST-järjestelmällä suoraan edestä on ongelmallista. Etuviistosta on mahdollista saavuttaa suurempiseurantaetäisyys, sillä tällöin nähtävissä on enemmän moottorin tuottamaa kuumaa suihkuvirtausta. Lisäksi etuviistosta on mahdollista liikehtiä kohteen lähelle siten, että asejärjestelmillä on mahdollista saada aikaan vaikutusta.