ایمارس یا سیستم پیشرفته نظارت و شناسایی ارتفاع متوسط (EMARSS[1]) یک هواپیمای نظامی توسعه یافته توسط بوئینگ است. این هواپیما یک پلتفرم «اطلاعاتی، نظارتی و شناسایی» (ISR[2]) است که اوایل سال 2012 توسط اداره هوانوردی فدرال به بوئینگ سفارش داده شد. اساس و ساختار ایمارس مبتنی بر هواپیمای تجاری بیچ‌کرفت کینگ‌ایر 350 است.

سری هواپیمای کینگ‌ایر 350 یک پلتفرم ارزان قیمت است که می‌تواند برای ارتش ایالات متحده قابلیت‌های زیادی همچون جمع‌آوری و آنالیز هوشمند اطلاعات بلادرنگ محیط جنگی را فراهم کند. سیستم‌های نصب شده در این هواپیما می‌توانند اهداف سطحی را حتی در شرایط نور کم شناسایی و ردگیری کنند. در واقع عملیات نظارت و شناسایی با دقت بسیار بالا و در هر شرایط آب و هوایی انجام شود.

هواپیمای بیچ‌کرفت کینگ‌ایر 350

هواپیماهای ISR را می‌توان بر اساس معیارهای مختلفی همچون نوع حسگرهای جمع‌آوری اطلاعات، شکل ظاهری، اندازه، پیکر‌بندی، استمرار پروازی، سقف سرویس‌ها، نوع عملیات‌ها و میزان همکاری و به اشتراک‌گذاری داده‌ها دسته‌بندی کرد. با توجه به این دسته‌بندی‌ها، کاربردهای مختلفی نیز برای آن‌ها در نظر گرفته می‌شود که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به بخش نظامی و گشت‌های مرزی، عملیات‌های جستجو و نجات، نقشه‌برداری و تحلیل تغییرات جغرافیایی، بررسی پیامد‌های حوادث طبیعی و همچنین بخش کشاورزی اشاره کرد.

معمولا بسیاری از عملیات‌های هوایی ISR از طریق سیستم‌های خودکار مانند ماهواره‌ها یا هواپیماهای بدون سرنشین مثل گلوبال‌هاوک انجام می‌شود. با این حال تعداد محدودی از هواپیماهای سرنشین‌دار ISR نیز وجود دارد. بیشتر این نوع هواپیماها برای کاربردهای ویژه یا شناسایی اهداف خاص طراحی شده‌اند. در واقع تعداد کمی از این هواپیماها قابلیت تغییر نوع عملیات را داشته و مجهز به حسگرهایی برای انجام ماموریت‌های مختلف هستند. هواپیمای ایمارس یکی از اینگونه پلتفرم‌ها است که ایالات متحده تاکنون از آن برای انجام عملیات در آفریقا، آمریکای لاتین، عراق و افغانستان استفاده کرده است.

ارتش ایالات متحده 24 فروند از این هواپیما را سفارش داده است که در حال حاضر بیش از نیمی از آن عملیاتی شده است. هواپیماهای سفارش داده شده شامل مدل اصلی و نسخه‌های G، M، S و V است که هرکدام از آن‌ها متناسب با سیستم‌ها و حسگرهای نصب شده، توانایی انجام عملیات‌های مربوط به خود را دارا هستند. آقای اسمیت مدیر پروژه ایمارس درباره این هواپیما می‌گوید: «ایمارس نه‌ تنها می‌تواند اهداف را شناسایی و تشخیص دهد، بلکه سیستم‌های هواپیما می‌توانند اطلاعات را به طور بلادرنگ پردازش کرده و اطلاعات را برای کاربران هوایی یا زمینی ارسال کنند.»

مقایسه نسخه‌های مختلف ایمارس

بدون توجه به نسخه‌های ایمارس، تمام آن‌ها مجهز به سیستم‌های ارتباطی و اویونیک پیشرفته هستند. در طراحی هواپیما سعی شده است از مدرن‌ترین ابزارآلات استفاده شود و به دلیل اهمیت اطلاع خدمه از محیط عملیاتی، برای هر یک از اپراتورهای هواپیما (خلبان و کمک او) یک جفت صفحه نمایش بزرگ در نظر گرفته شده است. در ترکیب با این سیستم‌ها ابزارهای عملیاتی دیگری روی هواپیماها نصب است که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • دوربین فیلم‌برداری MX-15 (ساخت شرکت L3) با قابلیت ضبط فیلم در روز و شب
  • رادار و لیدار (رادار لیزری)
  • سیستم هوش جغرافیایی (GeoINT)
  • رادار روزنه مصنوعی (SAR)
  • تصویربرداری مادون قرمز
  • سیستم هویت هوایی دقیق
  • سیستم هوشمند شناسایی عوارض زمینی
  • سیستم تصویری نظارت بر محیط‌های وسیع
  • لینک مخابرات ماهواره‌ای (ستکام)
  • حسگرهای جمع‌آوری سیگنال (SIGINT)
  • حسگرهای جمع‌‌آوری اطلاعات مخابراتی (COMINT)
  • لینک‌های مخابراتی دید مستقیم (LoS) و دید غیر مستقیم (BLoS)
  • فرستنده ADS-B
  • سیستم ضدجاسوسی الکترونیک (ECMs)

استفاده از کابین یکپارچه شرکت راکول‌کالینز موسوم به Pro Line 21 در ایمارس

در واقع معماری باز هسته اصلی اویونیک هواپیما، امکان تلفیق طیف وسیعی از حسگرها و نرم‌افزار را با توجه به نیازمندی‌های عملیات فراهم می‌کند.

چالش اصلی در رابطه با این سیستم‌ها نحوه تلفیق داده‌های آن‌ها در ایستگاه‌های زمینی هوشمند ارتش است. ارتش ایالات متحده در واحدهایی به نام سیستم زمینی مشترک توزیع شده (DCGS-A[4]) می‌تواند اطلاعات ورودی از بیش از 500 سیستم مختلف را جمع‌آوری، ترکیب، سازماندهی، نمایش و توزیع کند. این سیستم پس از تجزیه و تحلیل بلادرنگ داده‌های مختلف ورودی، آن‌ها را از طریق یک لینک اختصاصی برای نمایش به خدمه روی سیستم‌های اویونیک هواپیما ارائه می‌کند.

تصویری از یک واحد DCGS که در آن اطلاعات دریافتی از چند حسگر نصب شده روی پلتفرم‌های مختلف ترکیب و یک تصویر کامل از محیط عملیاتی ایجاد می‌کند.

در ماه آوریل سال جاری یک مقام ارشد اداره اجرایی ارتش ایالات متحده ضمن اشاره به برخی بروزرسانی‌های جدید در هواپیماهای ایمارس گفت: «با وجود محدودیت‌های بودجه‌ای، ارتقاء‌های در نظر گرفته شده برای ایمارس با موفقیت اجرا شده است. هفده‌ مورد از 24 فروند هواپیمای ایمارس به تغییرات جدید اصلاح شده‌اند و انتظار می‌رود تا سال 2019 تمامی این هواپیماها با افق درنظر گرفته شده برای آن‌ها هماهنگ شوند.» هر چند در مصاحبه وی به طور خاص به تغییرات انجام شده اشاره نشده است، اما می‌توان گفت بیشترین تغییرات در لینک‌های ارتباطی هواپیما و حسگرهای الکترونوری باشد. علاوه بر این احتمالا بهبودهایی در سیستم راداری هواپیما ایجاد شده باشد.

بدنه اصلی اویونیک ایمارس شامل کابین یکپارچه Pro Line 21 ساخت شرکت راکول‌کالینز است. این محصول تاکنون روی بیش ‌از 5000 هواپیمای تجاری نصب شده است. با توجه به رویکرد نرم‌افزاری در این محصول، تمام سخت‌افزارهای عرشه ‌پرواز در نسخه‌های مختلف ایمارس برخلاف نوع حسگرهای هواپیما کاملا با هم مشابه هستند. طبق گفته یکی از مقامات پروژه ایمارس، تنها نسخه G هواپیما با رویکرد ماژولار ساخته شده است و حسگرهای آن در صورت لزوم می‌توانند به راحتی جایگزین یا ارتقاء یابند. از لحاظ ابعاد و ظرفیت قابل حمل، تمامی هواپیماها مشابه هستند و ساختار آن‌ها به گونه‌ای است که فضای محدودی برای افزودن تجهیزات اضافی را دارند. این مقام رسمی همچنین در مورد سایر سیستم‌های الکترونیکی و ضد جاسوسی ایمارس می‌گوید: «با توجه به گسترش روش‌های هک و نفوذ به سیستم و همچنین پیامد‌های خطرناک اینگونه اتفاقات در جنگ‌های آینده، ارتش توجه خاصی به سطح بالای امنیت در لایه‌های مختلف سیستم‌ها و شبکه‌های ایمارس داشته است.

هسته اصلی تصویربرداری در ایمارس توسط یک دوربین کاملا دیجیتال با نام MX-15 انجام می‌شود. شرکت L3 این دوربین را مخصوص عملیات‌های ISR با ارتفاع متوسط طراحی کرده است.این محصول می‌تواند تا شش محموله را به طور همزمان پشتیبانی کرده و تصاویر را با کیفیت HD در هر شرایط نور محیطی برای آن‌ها فراهم کند. یک سیستم پایدارساز 4 محوره تاثیر هرگونه لرزه در بدنه هواپیما روی تصاویر را حذف می‌کند. دوربین طیف وسیعی از پورت‌های داده از جمله RS-232/422، اترنت، MIL-STD-1553B و ARINC 429 را پشتیبانی می‌کند.

امکان اتصال مستقیم انواع تجهیزات به دوربین MX-15. این دوربین در ایمارس به عنوان هسته اصلی تهیه تصاویر بکار گرفته می‌شود.

ایمارس برای شناسایی تهدید موشک‌های هدایت شونده با مادون قرمز به دو سیستمAAR-57  و AAR-47 (از محصولات شرکت BAE) مجهز شده است. سیستم هشدار موشک AAR-57 از حسگرهای الکترو- نوری استفاده می‌کند که می‌تواند با سرعت به تهدیدات موشکی (در مرحله وضعیت موشک) پاسخ دهد. این محصول می‌تواند روی پلتفرم‌های بال متحرک یا بال ثابت نصب و راه‌اندازی شود. سیستم AAR-47 نیز یک سامانه قدرتمند برای هشدار نزدیک شدن انواع موشک‌های هدایت‌شونده توسط مادون قرمز و لیزر است.

(الف)                                                                                                  (ب)

شکل الف : سیستم هشدار موشک AAR-47 – شکل ب: سیستم هشدار موشک AAR-57

لینک‌های انتقال داده در ایمارس توانایی ارسال و دریافت داده‌ها را حتی در فواصلی بسیار دور دارا هستند. تبادل سریع و امن اطلاعات در این لینک‌ها خیال ارتش را از ارتباط مداوم ایستگاه DCGS با هواپیما راحت می‌کند. ایمارس همچنین می‌تواند از مخابرات ماهواره‌ای مبتنی بر اینمارست برای برقراری ارتباط در نواحی خارج از پوشش DCGS استفاده کند. در واقع برای سیستم‌های اویونیک ایمارس تلفیقی از محصولات نظامی و تجاری است. بنابراین ایمارس را می‌توان یک هواپیما با بدنه کینگ‌ایر 350 و سیستم‌های اویونیک خاص ISR دانست. البته باید اشاره کرد که پیش از ایمارس، ارتش ایالات متحده در پروژه‌ای دیگر کینگ‌ایر 350 را به یک هواپیمای ISR دیگر با عنوان MC-12W تبدیل کرده بود.

هواپیمای MC-12W که همانند ایمارس، یک پلتفرم ISR بوده و مبتنی بر کینگ‌ایر 350 است

هم در نسخه‌های تجاری و هم نسخه‌های نظامی بیچ‌کرفت کینگ‌ایر، مسئله افزونگی و وجود پشتیبان برای تجهیزات اویونیک یک چالش بزرگ است. با توجه یه محدودیت‌های فضا و وزن، ایمارس افزونگی را تنها برای سیستم‌های حیاتی هواپیما و برخی تجهیزات اویونیک ایجاد کرده است. بیشتر حسگرهای جمع‌آوری اطلاعات خارج از هواپیما، افزونگی نداشته و در صورت بروز مشکل در انتقال اطلاعات، داده‌های جمع‌آوری شده روی حافظه‌های پلتفرم ذخیره می‌شوند.

از لحاظ سازگاری هواپیما با سایر پلتفرم‌های هوایی و زمینی ارتش ایالات متحده، باید گفت ایمارس می‌تواند به راحتی به شبکه نیروهای ارتش افزوده شده و در همکاری با سایر پلتفرم‌ها، عملیات مشترک را انجام دهد.

در نهایت می‌توان گفت ایمارس یک نمونه جذاب از ترکیب سیستم‌های نظامی و تجاری با ویژگی‌های مهمی از جمله به اشتراک‌گذاری داده‌ها و ارتباطات داخلی و خارجی قدرتمند است. کابین Pro Line 21 یک انتخاب کاملا مناسب و هوشمندانه برای هواپیما بوده که به راحتی آن را برای ارتقاء‌های آتی آماده می‌کند. این هواپیما با حدود 7.5 ساعت مداومت پروازی می‌تواند به راحتی محیط‌های بسیار گسترده جغرافیایی را برای انجام عملیات‌های ISR پوشش دهد.

[1] Enhanced Medium Altitude Reconnaissance and Surveillance System

[2] Intelligence, Surveillance And Reconnaissance

[3]  Vehicle and Dismount Exploitation Radar

[4]  Distributed Common Ground System – Army