Зымыранды бағыттау жүйесі: сәулемен басқару, қашықтығы қысқа зымырандарда қолданылады. Жүйенің қағидалары, артықшылықтары мен кемшіліктері туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Зымыранды бағыттау жүйесі
Missile guidance system
Сәулемен ұшыру, сондай-ақ Көру Сызығы Сәулемен Ұшыру (LOSBR), сәулелік бағыттау немесе радар сәулесімен ұшыру – бұл радар немесе лазер сәулесі арқылы зымыранды нысанасына бағыттау тәсілі. Атау зымыранның нысанаға бағытталған бағыттау сәулесімен ұшу жолына сілтеме жасайды. Бұл ең қарапайым бағыттау жүйелерінің бірі және ерте зымыран жүйелерінде кеңінен қолданылған, бірақ ұзақ қашықтықта бағыттауда бірнеше кемшіліктері болды және қазір көбінесе қысқа қашықтықта қолданылады.
Beam riding, also known as Line Of Sight Beam Riding (LOSBR), beam guidance or radar beam riding is a technique of directing a missile to its target by means of radar or a laser beam. The name refers to the way the missile flies down the guidance beam, which is aimed at the target. It is one of the simplest guidance systems and was widely used on early missile systems, however it had a number of disadvantages for long range targeting and is now found typically only in short range roles.
Негізгі түсінік
Жарықпен жүру нысанаға бағытталған сигналға негізделеді. Сигналдың күшті болуы міндетті емес, себебі оны іздеу үшін де қолданудың қажеті жоқ. Мұндай жүйенің басты мақсаты – ұшақтарды немесе танктерді жою. Алдымен, ұшыру алаңындағы нысанаға алу станциясы (көлікке орнатылуы мүмкін) жау ұшағына немесе танкке жіңішке радар немесе лазер сәулесін бағыттайды. Содан кейін зымыран ұшырылады, ал ұшырылғаннан кейін біраз уақыттан соң, ол ұшқанда радар немесе лазер сәулесімен "ұсталады". Осы сатыдан бастап зымыран сәуле ішінде қалуға тырысады, ал нысанаға алу станциясы сәулені нысанаға бағыттап тұрады. Зымыранның ішіндегі компьютермен басқарылатын зымыран сәуле арқылы нысанаға "жетеді".
Beam riding is based on a signal that is pointed towards the target. The signal does not have to be powerful, as it is not necessary to use it for tracking as well. The main use of this kind of system is to destroy airplanes or tanks. First, an aiming station (possibly mounted on a vehicle) in the launching area directs a narrow radar or laser beam at the enemy aircraft or tank. Then, the missile is launched and at some point after launch is “gathered” by the radar or laser beam when it flies into it. From this stage onwards, the missile attempts to keep itself inside the beam, while the aiming station keeps the beam pointing at the target. The missile, controlled by a computer inside it, “rides” the beam to the target.
Радар сәулесіне мініп жүру
Радарды бағыттаудың ең қарапайым әдістерінің бірі – сәулемен жүру. Осы себепті, екінші дүниежүзілік соғыстан кейінгі кезеңде жер-әуе ракеталары үшін бұл кеңінен қолданылды. Оның алғашқы мысалы – 1944 жылы алғаш рет сынақтан өткен британдық «Бракмайн», сондай-ақ коммерциялық түрде қол жетімді алғашқы ЖАБ, «Oerlikon Contraves RSA» болды. Бастапқыда іздеу радарлары бірнеше градусқа дейін кеңдігі бар сәулелерді пайдаланды, бұл нысананы қозғалыста табуды жеңілдетті. Өкінішке орай, бұл сәулені нысананы дәл шабу үшін тым кең етеді, мұнда 1/10 градусқа дейінгі өлшемдер қажет. Бір радарда екі операцияны орындау үшін қосымша кодтау түрі қолданылады. Екінші дүниежүзілік соғыс кезеңіндегі жүйелер үшін бұл лобты ауыстыру немесе соғыстың екінші жартысында көбірек таралған конустық сканерлеу болды. Конустық сканерлеу бір радар сәулесін екіге бөліп, қайсысы күштірек екенін анықтау үшін екі сәуледегі қайтарым күшін салыстыру арқылы жұмыс істейді. Радар содан кейін нысананы ортаға келтіру үшін күшті сигналға қарай бұрылады. Антенна осы салыстыруды нысананың айналасында жүргізу үшін айналады, оған биіктікте де, азимут бойынша да іздеуге мүмкіндік береді. Мұны автоматты түрде орындайтын жүйелер «құлыптау» немесе «құлыптауды жалғастыру» деп аталды. Бұрандалы жүйені мұндай жүйемен жұмыс істеуге оңай бейімдеуге болады. Ракетаның артқы жағына қабылдағыш антенналарды орнату арқылы, борттық электроника ракета корпусының әртүрлі нүктелерінен сигналдың күшін салыстыра алады және оны сәуленің ортасына қайтару үшін басқару сигналын жасау үшін пайдаланады. Конустық сканерлеумен қолданғанда, салыстыру екі осіне де ортада тұру үшін жұпталған антенналардың бірнеше жиынтығын, әдетте екі жұпты пайдалана алады. Бұл жүйенің артықшылығы – іздеуді жер радарына жүктеу; радар өзін нысанаға дәл бағыттағанша, зымыран өте қарапайым электрониканы қолдана отырып, бір сызықта өзін ұстайды. Радарлық сәулемен басқару жүйесінің негізгі кемшілігі – сәуле таратушыдан сыртқа қарай кеңейеді (кері квадрат заңына қараңыз). Ракета нысанаға қарай ұшқан сайын, оның дәлдігі азаяды. Бұл қысқа қашықтықта проблема емес, бірақ көптеген ертедегі жер-әуе ракеталары ұзақ қашықтықта жұмыс істеуге арналғандықтан, бұл үлкен мәселе болды. Мысалы, 1950 жылдары енгізілген RIM 2 Terrier зымыранының бұрынғы нұсқалары сәулемен жүретін болды, бірақ кейінгі нұсқалары жоғары өнімділік пен төмен ұшатын нысаналарға қарсы тиімділігін арттыру үшін жартылай белсенді радарлық бағыттауды қолданды. Жарым белсенді бағыттаудың айырмашылығы – ракета нысанаға жақындаған сайын дәлдігі артады. Тағы бір мәселе – зымыранның траекториясы негізінен нысанаға тікелей бағыттан тұрады. Бұл нысанаға қарағанда жылдамдығы жоғары немесе ұшу уақыты қысқа зымырандар үшін пайдалы, бірақ жоғары өнімділіктегі нысаналарға қарсы ұзақ қашықтықтағы кездесулерде зымыран жеткілікті энергиямен жетіп, соңғы маневрлерді орындау үшін нысанаға «жетектеуі» керек. Бұл мәселені шешудің бір жолы екі радарды қолдану болды, біреуі нысананы қадағалау үшін, екіншісі зымыранды басқару үшін, бірақ бұл іске асыру құнын арттырды. Ұзақ қашықтықтағы зымырандар үшін кең таралған шешім – радардан тәуелсіз түрде, командалық бағыттауды қолдану болды, мысалы, Nike Hercules зымыранында болғандай. 1960 жылға қарай таза радарлық сәулемен жүру сирек кездесетін болды.
Beam riding is one of the simplest methods of missile guidance using a radar. It was widely used for surface to air missiles in the post World War II era for this reason. An early example was the British Brakemine, first tested in 1944, as was the first commercially available SAM, the Oerlikon Contraves RSA. Early tracking radars generally use a beam a few degrees wide, which makes it easy to find the target as it moves about. Unfortunately, this makes the beam too wide to accurately attack the target, where measurements on the order of 1/10 of a degree are required. To perform both operations in a single radar, some additional form of encoding is used. For WWII era systems this was either lobe switching, or more commonly by the second half of the war, conical scanning. Conical scanning works by splitting the single radar beam in two, and comparing the return strength in the two beams to determine which is stronger. The radar is then rotated towards the stronger signal to re center the target. The antenna is spun so that this comparison is being carried out all around the target, allowing it to track in both altitude and azimuth. Systems that performed this automatically were known as "lock on" or "lock follow". Beam riding systems can be easily adapted to work with such a system. By placing receiver antennas on the rear of the missile, the onboard electronics can compare the strength of the signal from different points on the missile body and use this to create a control signal to steer it back into the center of the beam. When used with conical scanning, the comparison can use several sets of paired antennas, typically two pairs, to keep itself centered in both axes. This system has the advantage of offloading the tracking to the ground radar; as long as the radar can keep itself accurately pointed at the target, the missile will keep itself along the same line using very simple electronics. The inherent disadvantage of the radar beam riding system is that the beam spreads as it travels outward from the broadcaster (see inverse square law). As the missile flies towards the target, it, therefore, becomes increasingly inaccurate. This is not a problem at short ranges, but as many early surface to air missiles were designed to work at long ranges, this was a major issue. For example, earlier versions of the RIM 2 Terrier missile introduced in the 1950s were beam riders, but later variants employed semi active radar homing to improve their effectiveness against high performance and low flying targets. In contrast to beam riding, semi active guidance becomes more accurate as the missile approaches the target. Another issue is the guidance path of the missile is essentially a straight line to the target. This is useful for missiles with a great speed advantage over their target, or where flight times are short, but for long range engagements against high performance targets the missile will need to "lead" the target in order to arrive with enough energy to do terminal manoeuvres. A possible solution for this problem was to use two radars, one for tracking the target and another for guiding the missile, but this drove up implementation costs. A more common solution for long range missiles was to guide the missile entirely independently of the radar, using command guidance, as was the case for the Nike Hercules. Pure radar beam riding was rare by 1960.
Лазерлік сәулемен жүзу
Жарықпен басқаруға негізделген жүйелер 1980 және 90-шы жылдары арзан және ыңғайлы лазерлік белгілердің енгізілуімен қайтадан кеңінен қолданыс тапты. Қолданылатын толқын ұзындығының қысқа болуына байланысты, лазерлік сәуле радарлық сәулеге қарағанда әлдеқайда тар бұрыштық ажыратымдылықпен жобалана алады, сонымен қатар дәлдікпен басқарылатын қарулар үшін қолданылатын басқа оптикалық құрылғылармен салыстырғанда проектордың линзасының мөлшерін едәуір арттыруды қажет етпейді. Осының арқасында, сәуледе цифрлық немесе электрооптикалық тәсілдерді пайдаланып қосымша ақпаратты кеңістікте кодтауға болады, бұл көптеген артықшылықтар береді. Құйрығында кішкентай оптикалық қабылдағыштары бар зымырандар лазерлермен бұрынғы радарлық сәуле жүйелерімен салыстырылатын оңайлықпен басқарыла алады, бірақ нысанадағы сәуленің кеңістіктік ажыратымдылығы жоғары болғандықтан, олар неғұрлым дәл болады. Сонымен қатар, сәуле әдетте зымыранның қабылдағышына тікелей бағытталғандықтан, жартылай белсенді жүйеге қарағанда, мақсатты "жабу" және зымыранның нысанадан шағылысқан лазер сәулесін анықтауы қажет болмайды. Лазерлік сәулемен басқару жүйелерінің жартылай белсенді лазерлік бағыттау жүйелерімен салыстырғандағы төмен интенсивтілік талаптары, оларды нысананың лазерлік ескерту қабылдағыштары үшін анықтауды айтарлықтай қиындатады. Өте төмен қуатты сигналдарды қолдануға болады. Қазіргі заманда лазерлік сәулемен басқару көбінесе қысқа қашықтықтағы зымырандарда қолданылады, олар әуеге қарсы және танкке қарсы болып бөлінеді. Мысалдар: ADATS, Starstreak, RBS 70, ресейлік 9K121 Vikhr және 9M119 Svir, украиндық Skif және Stuhna P ПТК.
Beam riding guidance based systems became more common again in the 1980s and 90s with the introduction of low cost and highly portable laser designators. Due to the shorter wavelengths used, a laser beam can be projected with a much narrower angular resolution than a radar beam while not requiring a significant increase in the size of the projector's aperture when compared to other optical devices being used by a typical guidance system for precision guided munitions. Because of this, it is possible to spatially encode additional information in a beam using digital or electro optical means, which has a number of advantages. Missiles with small optical receivers on their tail can beam ride on lasers with similar ease as earlier radar beam systems, but will be inherently more accurate due to the higher spatial resolution of the beam's encoding at the target. Additionally, because the beam is usually projected directly onto the missile's receiver, an order of magnitude less intensity is needed than a semi active design where the target must be "painted" and the missile must detect the laser's diffuse reflection from the target. The lower intensity requirement of laser beam riding systems compared to semi active laser homing systems can make them significantly more difficult for a target's laser warning receivers to detect. Very low power signals can be used. In modern use, laser beam riding is generally limited to short range missiles, both anti air and anti tank. Examples include ADATS, the Starstreak, the RBS 70, Russian 9K121 Vikhr and 9M119 Svir, Ukrainian Skif and Stuhna P ATGMs.