Operationele Research: HAwk Replacement Engagement Model (HAREM)
HAwk Replacement Engagement Model (HAREM)
TNO voert luchtverdedigingsstudies uit om de strijdkrachten te ondersteunen bij het aanschaffen, upgraden en inzetten van luchtverdedigingssystemen. TNO-FEL ontwikkelde een reeks hulpmiddelen en modellen voor kwantitatieve analyse die relevant zijn voor die studies. Een van die simulatiemodellen is HAREM (HAwk Replacement Engagement Model) werd ontwikkeld ter ondersteuning van implementatieanalyse en systeemvergelijking.
HAREM is begin jaren ’90 ontwikkeld door TNO-FEL voor het uitvoeren van de Hawk-upgradestudies voor de Koninklijke Luchtmacht (KLu). Deze studies moesten opties voor een luchtverdedigingssysteem vergelijken om het Hawk-systeem bij de Groep Geleide Wapens te vervangen. Later werden studies uitgevoerd om luchtbasisverdediging te testen om verschillende luchtverdedigingsopties te vergelijken en om het effect van afvuurcoördinatie tussen de geleide wapencomponenten op een vliegbasis te onderzoeken.
HAREM is een luchtverdedigingsmodel dat de overeenkomsten tussen luchtverdedigingssystemen en vliegtuigen simuleert. Het model is opgesplitst in vijf modules:
- database
- terrein/dekkingsmodule
- scenarioplanner
- simulatiemodule
- uitvoer
In HAREM zijn luchtverdedigingssystemen gebaseerd op een inzetcyclus met sensoren, draagraketten en grond-luchtraketten. De inzetcyclus geeft de verschillende processen aan die een luchtverdedigingssysteem moet uitvoeren, zoals het detecteren van een doelwit, het identificeren van een doelwit, het prioriteren van een doelwit, het volgen van een doelwit, het toewijzen van een doelwit, het lanceren van een raket, het leiden van een raket en het onderscheppen van een doelwit. Deze processen worden aangestuurd door parameters zoals bereiken, reactietijden en kansen die in de database moeten worden opgeslagen.
Met het effect van terreinbeperkingen wordt rekening gehouden door het gebruik van gedigitaliseerde terreindata waarvoor HAREM toegang heeft tot de bibliotheek van het FELCOP-model om dekkingsdiagrammen en terreininformatie te importeren. De planning van luchtverdedigingsimplementaties moet daarom in FELCOP worden uitgevoerd.
In de scenarioplanner kunnen vliegtuigsporen worden gemaakt door de snelheid en richting van het vliegtuig te definiëren van waypoint tot waypoint. Aanvallen van vliegtuigen tegen luchtverdedigingssystemen of andere doelen kunnen worden weergegeven door het definiëren van afstanden tussen wapens voor verschillende soorten lucht-grondraketten en bommen. Te beschermen doelen kunnen worden gecreëerd om de beschermingsmogelijkheden van luchtverdedigingssystemen te bepalen. Stoorzenders kunnen aan boord van een vliegtuig zijn of kunnen op afstand zijn gepositioneerd. De effecten van beide typen stoorzenders worden gemodelleerd door het verminderen van het bereik van de zoek- en / of volgradars van een luchtverdedigingssysteem.
Een interactieve simulatiefaciliteit presenteert grafisch de ontwikkeling van een scenario in de tijd met opeenvolgende interacties tussen luchtverdedigingssystemen en aanvallende vliegtuigen en/of raketten (lucht-tot-grond en grond-tot-lucht). De gebruiker kan op elk moment ingrijpen in de simulatie om gedetailleerde informatie te vragen. Omdat HAREM een stochastisch simulatiemodel is moeten simulaties worden herhaald om statistisch betrouwbare resultaten te krijgen. In batchmode kunnen deze herhaalde simulaties achter elkaar worden uitgevoerd zonder menselijke tussenkomst.
Alle gebeurtenissen die plaatsvinden binnen de simulatie worden opgenomen in een bestand. Door een specifiek uittreksel uit dit bestand te maken kan de gebruiker een overzicht krijgen van alle resultaten waarin hij geïnteresseerd is.
Afgezien van gebruik voor onderzoeken door TNO-FEL, werd het model ook gebruikt in NAVO-studies voor het Panel Air Defence Weapons (door NAADC).
De flexibele en generieke modellering van luchtverdedigingssystemen in HAREM garandeerde dat HAREM kon worden gebruikt voor verschillende soorten luchtverdedigingsstudies waarin de inzetprestaties van een enkel luchtverdedigingssysteem of een groep luchtverdedigingssystemen moesten worden geëvalueerd. HAREM laat toe om de impact van een bepaald aanvalsscenario op de luchtverdedigingssystemen te onderzoeken en te zoeken naar de optimale inzet van verschillende luchtverdedigingssystemen tegen een beschreven aanvalsscenario.
Het HAREM-model was van een hoog aggregatieniveau, waardoor weliswaar op snelle wijze inzichten konden worden verkregen omtrent de effectiviteit van grondgebonden luchtverdedigingssystemen, maar vaak wel met de nodige vereenvoudigingen. Zo zijn in HAREM bet gebruik van tegenmaatregelen, tactieken en met name Command en Control (C2) sterk versimpeld. In 1994 is dan ook tezamen met de Koninklijke Luchtmacht besloten om na te gaan op welke wijze een opvolger voor HAREM gerealiseerd kon worden. Die opvolger kreeg de werknaam SULTAN (Simulating Universal Land-based Tactical Air defence Networks). Als eerste werd een systeemeisenanalyse uitgevoerd, waarbij op basis van lopende en toekomstige luchtverdedigingsontwikkelingen en -projecten nagegaan werd aan welke eisen SULTAN moest voldoen. Naar aanleiding van
die eisen werd een conceptueel model ontwikkeld. Gezien de mogelijk lange ontwikkeltijd is uiteindelijk besloten om een aantal internationaal bekende modellen te evalueren. Na grondige evaluatie werd gekozen voor het Extended Air Defense Simulation (EADSIM) pakket. Begin 1997 werd EADSIM in gebruik genomen. De Distributed Interactive Simulation-interface kon gebruikt worden als als scenario-generation tool voor oefeningen. EADSIM is onder andere gebruikt voor modellering van het Patriot-luchtverdedigingssysteem, Short Range Air Defense (SHORAD) en het luchtverdedigings- en commandofregat (LCF).