Phalanx Yakın Hava Savunma Sistemi (CIWS)

Gemilere yönelik tehditler hem çeşitlenmiş hem de son derece hızlı ve ölümcül hale gelmiştir. Özellikle süpersonik hızlarda seyreden güdümlü füzeler ve düşük irtifada hareket eden insansız hava araçları için klasik hava savunma sistemleri çoğu zaman yetersiz kalmaktadır. Bu noktada Phalanx Yakın Hava Savunma Sistemi (CIWS), modern savaş gemilerinin son savunma hattı olarak hayati bir rol üstlenmektedir. Gelişmiş radar, elektro-optik sensörler ve dakikada binlerce mermi atabilen Gatling topuyla Phalanx, deniz harp sahasının vazgeçilmez savunma sistemlerinden biri haline gelmiştir.

Bu makalemizde, radom tasarımı sebebiyle Star Wars filmindeki droid R2-D2 karakterine benzetilen Phalanx yakın hava savunma sisteminin tarihi, gelişim evreleri ve çalışma prensibi hakkında detaylara yer veriyoruz:

Phalanx Yakın Hava Savunma Sistemi (CIWS – Close-in Weapon System) Tarihçesi

Phalanx yakın hava savunma sistemi (CIWS), 1967 yılında İsrail’e ait Eilat destroyerinin Mısır’a ait bir hücumbottan ateşlenen Rus yapımı Styx füzesi ile vurulması sonucunda geliştirilmeye başlanıyor. Bu sebeple 1959 yılından beri serviste olan M61 Vulcan silah sistemi, arama ve takip radarı ile entegre edilmiştir. 1973’te USS King destroyerine değerlendirme amacıyla bir prototip birim kurulmuştur. 1975’te ise USS Alfred A. Cunningham gemisine başka bir prototipin montajı yapılmıştır. Yapılan testlerde 1 adet Walleye füzesi dahil olmak üzere birkaç farklı türde füze gemiye ateşlenmiştir. Tüm füzeler Phalanx yakın hava savunma sistemi tarafından gemiye ulaşmadan imha edilmiştir.

İlginizi Çekecek İçerik: S-400 Triumph ve Patriot PAC-3 MSE Hava Savunma Sistemleri

1977 yılında USS Bigelow gemisinde opeasyonel test ve değerlendirmeye tabi tutulan Phalanx, bakım ve güvenilirlik prosedürlerini başarıyla yerine getirmiştir. Bununla birlikte Phalanx üretimi, 1978 yılında Blok 0 konfigürasyonuyla başlıyor. Amerikan donanması için 23 adet, diğer ülkeler için ise 14 adet sipariş verilmiştir. İlk olarak 1980’de USS Coral Sea uçak gemisine Blok 0 kurulumu gerçekleştiriliyor. Blok 1 konfigürasyonu 1988’de USS Wisconsin‘de kuruluyor. İlk Blok 1B kurulumu ise 1999’da USS Underwood fırkateyninde yapılmıştır. MK-15 Phalanx programı 1978 yılından beri aktiftir ve sürekli bir üretim, yükseltme ve revizyon faaliyetlerine sahiptir.

Phalanx Yakın Hava Savunma Sistemi’nin Görevi

Phalanx, entegre edildiği gemiler için seyir füzelerine, savaş uçaklarına ve helikopterlere karşı yakın hava savunma desteği sağlar. Tehditleri otomatik olarak algılar, değerlendirir, takip eder, ateşler ve imha eder. Phalanx ayrıca kendi arama, tespit, tehdit değerlendirme, takip, ateşleme ve imha etme, imha değerlendirme ve ateşi durdurma işlevlerini otonom olarak gerçekleştirebilen tek yakın hava savunma sistemidir.

ABD’li Raytheon firması tarafından geliştirilen Phalanx, diğer gemi sistemlerinden yardım almadan yüksek hızlı ve alçak irtifadan uçan uçaklara ve gemisavar füzelerine karşı otomatik olarak devreye girmektedir. Atış kontrol sistemi, bir arama radarından ve bir takip radarından oluşur. Yaklaşan hedefi ve giden mühimmat akışını akustik iz sayesinde takip eden kapalı döngü bir sistemdir. Ayrıca Phalanx’a hedefi düzeltme ve gemisavar füzeleri dahil hızlı hareket eden hedefleri vurma imkanı tanımaktadır.

Phalanx, silah sistemi olarak 6 adet döner namludan oluşan Gatling tipi bir silaha sahiptir. Bu silah sistemi, delici bir ağır metalden (tungsten veya seyreltilmiş uranyum) oluşan mühimmat kullanır. Dakikada 3000 veya 4500 atımı 60’lık veya 100’lük seriler şeklinde gerçekleştirebilmektedir.

Phalanx Yakın Hava Savunma Sistemi (CIWS) Gelişim Evreleri

Blok 0

Phalanx Blok 0 versiyonu, alçak irtifa gemisavar seyir füzelerini imha etmek için tasarlanmıştır. Blok 0’ın, 989 adet mühimmat depolama kapasitesi mevcuttur. Ayrıca hidrolik tahrik sistemi sayesinde 3000 atım/dk atım hızına (kadenz) sahiptir. Atım hızının maksimum seviyeye ulaşması yarım saniye sürmektedir. Blok 0’da kullanılan namlular 1520 mm uzunluğundadır ve 60’lık ve 100’lük seri atışlar için tasarlanmıştır. Yükseliş ekseninde -10°/+80°, yatay eksende -150°/+150° hareket kabiliyetine sahiptir. Ek olarak yükseliş eksenindeki hızı 86°/sn, yana dönüş hızı ise 100°/sn’dir.

Gemisavar seyir füzelerinin manevra kabiliyetinin artması ve tespit edilebilirliğinin zorlaşması ile savaş alanlarının okyanuslardan kıyılara doğru taşınması, Phalanx’ı geliştirmeyi zaruri kılmıştır. Bu ilk versiyon sadece Ku-band radar temelli çalışıyor ve elektro-optik sistem içermiyordu. Elektronik harp tehdidine karşı savunmasızdı. Hedef değerlendirme algoritmaları sınırlıydı ve yüzey tehditlerine karşı etkisizdi. Bununla birlikte artan İHA, seyir füzesi ve asimetrik tehditlere karşı daha hassas ve hızlı sistemlere ihtiyaç duyulmaya başlanmıştı. Ayrıca Blok 0’ların namluları korozyondan oldukça etkileniyordu. Aşınma ve dağılım oranı oldukça fazlaydı. Bu sebeple bakım amaçlı özel ekipmanlar avadanlıkta yer almaktaydı. Ayrıca mühimmat yükleme-boşaltma işlemleri için 2 adamın 30 dk çalışması gerekiyordu. Tüm bu sebepler dikkate alınarak Blok 1 versiyonları geliştirilmiştir.

Blok 1

Blok 1, yüksek irtifada hareket eden füzeleri tespit etmek için 2 boyutlu radar yerine 4 adet plakadan oluşan gelişmiş bir 3 boyutlu radar kullanmaktadır. Mühimmat depolama kapasitesi 1550 adettir. Yükseliş ekseninde -20°/+80°, yatay eksende -150°/+150° hareket kabiliyetine sahiptir. Yeni tasarlanan mühimmat yükleme/boşaltma arabası sayesinde yükleme süresi 5 dk’ya kadar düşmüştür.

Blok 1A

Phalanx Blok 1A modeli ile sistemin görev bilgisayarının işlem kabiliyeti artırılmıştır. Yüksek manevra kabiliyetine sahip hedefler için gelişmiş atış kontrol sistemi tasarlanmıştır. Birden fazla silah sistemi ile koordinasyon kabiliyeti ve sistemin işlevselliğine daha iyi karar verebilmek için uçtan uça test fonksiyonu eklenmiştir. Atım hızı 4500 atım/dk‘ya çıkarılmıştır. Blok 1A’da kullanılan silah sisteminde atım hızının maksimum seviyeye ulaşması pnömatik tahrik sistemi sayesinde yarım saniyeden daha kısa sürmektedir. Ayrıca Blok 1A modelinde seyreltilmiş uranyum ile birlikte tungsten başlıklı mühimmat kullanılmaya başlanmıştır.

Blok 1A, özellikle süpersonik seyir füzeleri, daha küçük radar kesit alanına sahip hedefler ve elektronik karıştırma uygulayan tehditlere karşı daha hızlı ve etkilidir. Blok 0’daki radar tabanlı yapı, bu versiyon ile oldukça iyileştirilmiştir. Donanım açısından Blok 1 ile büyük oranda benzerlik gösterirken, esas fark gelişmiş yazılım algoritmaları ve angajman mantığı ile ortaya çıkar. Blok 1A, hedef ayrımı yapabilen, önceliklendirme algoritmalarına sahip bir Phalanx sürümüdür. Bu sayede aynı anda birden fazla hedef tespit edildiğinde hangi hedefin daha büyük bir tehdit olduğunu belirleyip, buna göre angajman sırasını belirleyebilir. Gelişmiş yazılım algoritmaları ile süpersonik hedeflerin rota tahminleri daha etkin yapılır ve karşı ateş zamanlaması optimize edilir. Elektronik karıştırma durumunda ise sistemin hedefle bağlantısını koparmaması için filtreleme ve frekans ayrımı yapılmaktadır. Ayrıca yeni yazılım sayesinde dost unsurlara angajman ihtimali azaltılmıştır. Blok 1A, tüm bu geliştirmelere rağmen hala elektro-optik sensörlerden yoksundur. Ayrıca su üstü tehditlere karşı etkisizdir.

İlginizi Çekecek İçerik: ‘Atmaca Gemisavar Füzesi ve Rakipleri Arasındaki Farklar’

Blok 1B

Blok 1B Phalanx Surface Mode (PSUM) modelinde ise alçak irtifada uçan hava hedeflerine, helikopterlere, insansız hava araçlarına veya küçük ve yüksek hızlı su üstü tehditlere karşı Phalanx’ın angaje olmasını sağlayan, 8-12 mikrometre dalga boyunda çalışan bir FLIR sistemi entegre edilmiştir. FLIR bazı gemisavar seyir füzelerine de angaje olarak asimetrik savaş tehditlerine karşı gemiyi korur. Elektro optiklerin açı izleme verileri, hem yükseliş hem de yatay eksende, takip radarından daha doğrudur. Blok 1B modeli, yüzey modu seçeneği ve elektro optik ile açısal takip sağlayan bir termal kamera ve stabilizasyon sistemi kullanır.

Bu versiyonla gelen özellikler arasında otomatik hedef tespit kabiliyeti ve video takip cihazı yer almaktadır. Blok 1B, gemisavar füzelerine ve uçaklara karşı 4500, asimetrik tehditlere karşı ise 3000 atım/dk atım hızına sahiptir. Ku band arama ve takip radarı, FLIR sistemi ve 1550 adet mühimmat kapasiteli mühimmat besleme sistemi sayesinde tam otonom görev icra edebilmektedir. Blok 1B konfigürasyonu için toplam ağırlık 6120 kg olarak belirtilmektedir. Daha önceki versiyonlarda ise sistem yaklaşık 5700 kg’dır.

Blok 0 ve Blok 1A’da 1520 mm uzunluğundaki L76 namlu kullanılmaktaydı. Blok 1B’de ise yeni nesil gemisavar füzeleri tahrip imha etmek için tasarlanan Mk-244 ELC öldürücülüğü artırılmış mühimmat (%48 daha ağır tungsten delici) nedeniyle 1981 mm uzunluğundaki L99 namlusu tercih edilmiştir. Bu namlular daha kalındır ve ömrü daha fazladır. Dağılımı azaltmak amacıyla 6 namluyu bir arada tutan destek kafesi ve namlu ağız baskısı kullanılmıştır. Blok 1B’de ayrıca APDS (Armor Piercing Discarding Sabot) tipi mühimmat da kullanılmaktadır. Yükseliş ekseninde -25°/+85°, yatay eksende -150°/+150° hareket kabiliyetine sahip olan sistem, yan ve yükseliş ekseninde 115°/sn hıza sahiptir.

Phalanx Blok 1B, 3 faz 440 Volt ve 60 Hz seviyesinde elektriğe ihtiyaç duyar. Arama radarının güç tüketimi 18 kW, takip radarının güç tüketimi ise 70 kW’dır.

Blok 1B Baseline 2

ABD Deniz Kuvvetleri’ndeki tüm Phalanx yakın hava savunma sistemleri Blok 1B modeline yükseltilmiştir. Phalanx Blok 1B modelinin birim fiyatının yaklaşık 15 milyon dolar seviyesinde olduğu tahmin edilmektedir. Blok 1B modelinde yapılan en son revizyon ise Baseline 2 modernizasyonudur. Baseline 2 ile sistemin tespit performansı ve güvenilirliğini artıran, bakım ihtiyacını azaltan yeni nesil dijital radar sistemi entegrasyonu sağlanmıştır. Ayrıca su üstünde bulunan ve düşük görünürlüğe sahip (hücumbot, sürat teknesi vb.) hedeflerin tespiti ve takibini gerçekleştiren yüzey modu da bulunmaktadır. 2017 yılında Raytheon’un yaptığı son çalışmada silah sistemi elektrik tahrikli hale getirilmiştir. Bu sayede ağırlığın ve işletme maliyetinin azaltılması, güvenilirliğin artırılması hedeflenmiştir. Phalanx’ın bakımı, işletimi ve onarımı için bir teknisyeni eğitmek 6-8 ay sürmektedir.

Phalanx Blok 1B Baseline 2 sayesinde, gelen verilerin dijital olarak analiz edilmesi ile hareketli hedef ayrımı ve görüntü tabanlı tehdit değerlendirmesi yapılabiliyor. Özellikle kalabalık hedef ortamlarında otomatik sınıflandırma ve hedef takibi sağlanıyor. Operatör, gerektiğinde tehditleri manuel olarak da seçip angaje olabiliyor.

Phalanx Blok 1B, Baseline 0 konfigürasyonu olarak kabul edilmektedir. Baseline 1 konfigürasyonunda yüksek çözünürlüklü elektro-optik sensörler ve iyileştirilmiş yazılım kullanılmaktadır. Baseline 2A versiyonu, yeni nesil sensör entegrasyonu ve küçük boyutlu yazılım iyileştirmeleri içermektedir. 2B versiyonu ise tam dijitalleşmiş komuta kontrol sistemi, daha yüksek görüntü işleme hızı ve gelişmiş video analiz algoritmalarına sahiptir.

Phalanx Yakın Hava Savunma Sistemi (CIWS) Çalışma Prensibi

Phalanx, hedeflerin tespiti ve takibinde kullanılan 2 adet radar sistemine sahiptir. Arama radarı, radomun en üst kısmında yer alır. Arama radarı sayesinde 15 km içerisindeki potansiyel hedeflerin kerteriz, menzil, hız, istikamet ve irtifa bilgileri atış kontrol bilgisayarına aktarılmaktadır. Bu bilgiler, nesnenin Phalanx tarafından dikkate alınmasının gerekli olup olmadığını belirlemek için analiz edilir. Tehdit önceliklendirmesi yapılan nesne hedef olarak belirlendiğinde, kule sistemi hedefe doğru yönelir ve hedefi yaklaşık 8 km içerisinde takip radarına teslim eder.

Takip radarı çok daha küçük bir alanda çalışır fakat son derece hassastır. Takip radarı, başarılı vuruş olasılığının en üst düzeye çıktığı an belirlenene kadar hedefi takip eder. Ardından ya yaklaşık 2 km içerisinde otomatik olarak ateş edilir ya da operatöre atış önerilir. Saniyede 75 mermi, yaklaşık 1030 m/sn hızla namluyu terk eder. Takip radarı hem hedefi hem de giden mermi akışını karşılaştırır. Bununla birlikte mühimmatın hedef üzerinde toplanması için hesaplama yapılmaktadır. Genel olarak 3. mermiden sonra mühimmatlar hedef üzerinde birleşir. Sistem, hedefin gövdesinin parçalanarak patlamasını veya ani hız ve yön değişimini imha olarak kabul etmektedir. Ardından bir sonraki en yakın tehdide angaje olacaktır.

Phalanx Blok 1B, yatay eksende 300 dereceyi kapsayan bir alanda görev yapmaktadır. Geminin güvertesinin veya diğer aksamlarının ateşlemeden zarar görmemesi için mekanik tahditler bulunur. 360 derece kapsama için genellikle gemilerde 2 adet Phalanx yakın hava savunma sistemi kullanılmaktadır. Blok 1B, botlara ve teknelere angaje olabilmek için yükseliş ekseninde -25°’ye kadar hareket edebilmektedir. Hava hedefleri için ise +85°’ye kadar hareket kabiliyetine sahiptir. Etkili menzili 1490 metre olan sistemin maksimum menzili 45°’de 5500 metredir.

Phalanx Hedef Tespit Algoritması

Phalanx’ın bir nesneyi hedef olarak kabul etmesi için birden çok kriteri karşılaması gerekir. Bu kriterlerden ilki, hedefin menzilinin gemiye göre artıp azalması durumudur. Bir hedef, yalnızca gemiye doğru yaklaşıyorsa Phalanx tarafından tehdit olarak algılanır ve vurulur. Diğer kriter, hedefin gemiye çarpmak için manevra yapabilmesi durumudur. Hedef doğrudan gemiye yönelmiyorsa Phalanx tarafından hedefin hızına ve gemiye göre yönüne bakılmaktadır. Ardından, hedefin hala gemiyi vurmak için bir manevra yapıp yapamayacağına karar verir. Bir diğer kriter, hedefin minimum ve maksimum hızlar arasında hareket edip etmediği durumudur. Phalanx’ın angaje olabileceği hedeflerin hız aralığı çok geniş olmasına rağmen sonsuz değildir. Hedef, belirlenen maksimum hızı aşıyorsa Phalanx ateşleme yapmayacaktır. Benzer şekilde belirlenen minimum hızın altında olması durumunda da ateşleme gerçekleşmez.

Yakın Hava Savunma Sistemlerinin Kısıtları

Yakın hava savunma sistemlerinin günümüzdeki modern gemisavar tehditlerine karşı etkinlikleri aşağıda belirtilen faktörler nedeniyle sınırlı kalmaktadır:

• Brahmos, Moskit, Zircon gibi yüksek hızlı modern füzelerin tespiti ve takibi zordur. Ölümcül olan ise bunların kinetik enerjileridir. Phalanx’ın bu füzeleri 1 km’nin altında vurduğunu varsayarsak gemi hala yüksek hızlı parçalara maruz kalabilme durumundadır. Bu parçalar gemiyi görev dışı bırakabilmektedir.
• Silah sisteminin dağılımı, önleme menzili dışından yaklaşmakta olan bir füzenin çapına göre daha büyük olabileceğinden etkili vuruş ihtimali düşebilmektedir.
• Mühimmat, takip radarı tarafından hedefe yönlendirilmiş olsa da deniz koşulları, mekanik ve yazılımsal hatalar gibi yakın hava savunma sistemi tarafından yeterli ölçüde kontrol edilemeyecek çok sayıda fiziksel parametre bulunmaktadır.
• Bir yakın hava savunma sisteminin etkili menzili ile buna bağlı olarak angajman için kullanılabilecek süre göz önünde bulundurulduğunda, yaklaşmakta olan bir füzenin güvenli bir uzaklıkta imha edilebilme olasılığı oldukça düşüktür. 1’den fazla tehdidin yer aldığı durumda ise tamamının imha olasılığı neredeyse 0‘dır.

Kara Konuşlu Phalanx Silah Sistemi (LPWS – Land Based Phalanx Weapon System)

Phalanx yakın hava savunma sistemi; roket, top ve havan mühimmatına karşı kullanılması amacıyla bir treyler üzerine entegre edilmiş ve kara görevlerinde C-RAM olarak kullanılması hedeflenmiştir. Phalanx’ın kara versiyonunun amacı; değerli bölgelerin, üs, karargah gibi yerleşkelerin korunmasıdır.

Centurion adı verilen sistem, Cummins NTC400 dizel motoru kullanan 6×6 M916A3 araç tarafından çekilmektedir. Treyler üzerinde jeneratör, soğutma amaçlı chiller, kontrol istasyonunun yer aldığı şelter ve avadanlık dolabı bulunmaktadır. 4 kişilik bir ekip tarafından kontrol edilen sistemin treyler üstü ağırlığı 24 tondur.

İlginizi Çekecek İçerik: ‘İsrail’in Demir Kubbe Hava Savunma Sistemi Nasıl Çalışır?’

LPWS için M-246 HEIT-SD (High explosive incendiary traced self destruct) ve M-940 MPT-SD (multipurpose tracer self destruct) mühimmatı kullanılmaktadır. Kara görevleri amacıyla kullanılan Phalanx, kentlerde ve yoğun nüfuslu bölgelerde kullanılabilmektedir. Bu da mühimmatların ikincil hasar yaratmasına sebep olmaktadır. Bu nedenle ikincil hasarı ortadan kaldırmak amacıyla kendi kendini imha etme özelliğine sahip mermiler kullanılmaktadır.

İlk C-RAM 2006 yılının sonlarında Irak’ta bir Amerikan üssüne dönüşen Yeşil Bölge’nin korunması amacıyla gönderilmiştir. Burada, roket ve havan saldırılarının %70-80 oranında Phalanx tarafından önlenebildiği görülmüştür. Ayrıca drone hedefleri için de kullanılmıştır.

Phalanx’ın diğer kara versiyonu ise Oskosh’un 10 tonluk 8×8 HEMTT A3 kamyonu üzerine entegre edilmiştir. Böylelikle sistemin hareket kabiliyeti artmıştır. Kamyon 2008 yılında hibrit hale getirilmiştir.

Phalanx’ın Türk Donanmasında Kullanımı

Phalanx Blok 0 modeli ilk olarak TEPE sınıfı fırkateynler (8 adet) ile 1993 yılında Türk Deniz Kuvvetleri envanterine girmiştir. 1997 yılında hizmete giren A-595 TCG Yarbay Kudret Güngör Gemisi’nde de Phalanx kullanılmıştır. 1998 yılından itibaren donanmaya katılan 8 adet GABYA sınıfı fırkateynde de Blok 0 bulunmaktadır. TEPE sınıfı fırkateynlerden sökülen Phalanx’ların 1 adeti TCG Akar’a, 1 adeti ise TCG Osmangazi’ye takılmıştır. Sökülen diğer 6 adet sistem ise depoya çekilmiştir.

2014 yılında Savunma Sanayii Müsteşarlığı tarafından bir modernizasyon ve tedarik projesi başlatılmıştır. Bu doğrultuda 30 Haziran 2015 tarihinde ABD ile sözleşme imzalanmıştır. Tahmini maliyeti 310 milyon dolar olan sözleşmeyle Phalanx revizyonları, yeni sistem temini, parça ve lojistik desteğinin sağlanması hedeflenmiştir. Buna göre 17 adet Blok 0’ın Blok 1B Baseline 2 seviyesine yükseltilmesi ve 4 adet Blok 1B Baseline 2 sisteminin temininin gerçekleştirilmesi planlanmıştır. Ayrıca toplam 21 adet uzaktan kontrol istasyonu ve 21 adet lokal konsol da talep edilmiştir.

Gelinen aşamada GABYA sınıfı fırkateynlerde kullanılan Phalanx Blok 0’lar (8 adet) ile TCG Akar (1 adet), TCG Osmangazi (1 adet) ve TCG Yarbay Kudret Güngör (1 adet) gemilerinde kullanılan Phalanx Blok 0’lar olmak üzere toplam 11 adet sistemin Blok 1B seviyesine yükseltilme süreci devam ediyor. Ayrıca TCG Sancaktar (2 adet), TCG Bayraktar (2 adet) ve TCG Anadolu (1 adet) gemilerinde de toplam 5 adet Blok 1B bulunmaktadır.

• [1] Phalanx Weapon System
• [2] Phalanx CIWS
• [3] MK 15 Phalanx Close-In Weapons System (CIWS)
• [4] This gun is the Navy's last line of defense against missiles, but it only gets a few seconds to do its job
• [5] Mk-15 Phalanx close-in weapon system (CIWS)
• [6] Last ditch defence – the Phalanx close-in weapon system in focus
• [7] C-RAM CENTURION PHALANX
• [8] TURKEY – MK 15 PHALANX CIWS UPGRADES
• [9] Modernize Edilen Phalanx Mk-15 Blok 1B (Baseline 2) CIWS Silah Sistemlerinin Teslimatı Tamamlandı!