بررسی موشك کروز از لحاظ راداری

بررسی موشك کروز

موشک‌ها از مهم‌ترین دستاوردهای علم و تكنولوژی در صنعت نظامی هستند. به دليل نقش تعيين کننده آن‌ها در جنگ‌ها، امروزه به طور گسترده‌ای از جهات مختلف مورد بررسی قرار می‌گيرند. این نوع از سلاح‌ها نه تنها در بالا بردن توان نظامی دولت‌ها نقش مهمی را ایفا می‌کنند، بلكه تأثير بسزایی آن در زمينه‌های سياسی، اقتصادی و… را نيز نمی‌توان نادیده گرفت. موشک کروز نوعی موشک بی‌سرنشین هدایت‌شونده‌ و بالستیک است که مسیر آن تا رسیدن به هدف قابل تغییر و هدایت است.

مقدمه

کروز در لغت به مفهوم گشت و گذار و سفر کردن بدون هدف است. در دریانوردی واژه کروز برای مسافرت و گشت زنی دریایی که در آن هدف معينی مدنظر نيست استفاده می‌شود. همچنين در هوانوردی زماني‌ كه از واژه کروز استفاده می‌کنيم منظور ما حرکت هواپيما در حالت پرواز پایدار است،کهکمترین مصرف سوخت را داشته باشد.

 

 

موشک کروز که اسم خود را از تعریف پرواز کروز برای هواپيما برگرفته است به موشكی گفته می‌شود که حداکثر مسير خود را در یک حالت پایدار و نزدیک به زمين طی می‌کند کنترل موشک از طریق سطوح آیرودیناميک آن انجام می‌شود.

 

 

از این نظر موشک کروز شبيه هواپيمای بدون خلبان است. این موشک به دليل ویژگی‌های خاص به عنوان یک سلاح موثر در جنگ ها مورد استفاده قرار می‌گيرد. موشک های ضد کشتی این قابليت را دارند که از ساحل، دریا، هوا و زیر دریا به سمت یگان های سطحی پرتاب شوند.

در حال حاضر جهت مقابله با موشک های کروز دو روش عمده انهدام موشک در فواصل دورتر از شناور و توپ دفاع نقطه ای در نزدیک‌ترین لایه دفاعی وجود این موشک به دليل ویژگی‌های خاص به عنوان یک سلاح موثر در جنگ ها مورد استفاده قرار می‌گيرد. برای مقابله با موشک های کروز به دليل ویژگی‌های نظير آن ارتفاع کم پروازی و همچنين کم بودن سطح مقطع راداری از روش‌های متفاوتی استفاده مي‌شود.

 

 

طراحی مسیر بهینه دو موشک کروز جهت برخورد همزمان به هدف

یكی از انواع هدایت در موشک کروز، هدایت پيش تنظيم است که نياز به طراحی مسير قبل از شليک موشک است. از مهم‌ترین درخواست‌هایی که در این زمينه وجود دارد طراحی مسير بهينه ضمن دشواری‌های زیاد موجود در این راه است.

که در این مقاله این کار با در نظر گرفتن موانع متحرك و ثابت در محيط و در نظر گرفتن سایر محدودیت های فيزیكی موشک نظير حداکثر زاویه قابل چرخش، حداکثر طول مسير و حداقل زمان بين دو چرخش متوالی به طراحی مسير دو موشک جهت برخورد همزمان به هدف با استفاده از الگوریتم جستجوی *A پرداخته است.

 

از مزایای آن می توان به عدم نياز به مدل‌سازی دقيق محيط، سرعت بالا در طراحی و قابليت اعمال روش پيشنهادی برای تعداد موشک‌های بيش‌تر اشاره کرد.

قابل به ذکر است که در تمامی کارهای انجام شده طراحی مسير برای یک موشک هدف به صورت ثابت در نظر گرفته شده است. هم‌چنين اهميتی برای زاویه نهایی برخورد به هدف در نظر گرفته نشده است.

 

 

بيان مسئله

مسئله مورد نظر طراحی مسير جهت اصابت همزمان دو موشک دانستنی‌هایی در مورد موشک کروز به هدف در صفحه با در نظر گرفتن شرایط زیر است:

1. هدف با سرعت ثابت و جهت مشخصی در حال حرکت است.
2. حداکثر طول مسير قابل پيمایش توسط موشک محدود است.
3. محيط دارای موانع ثابت است .
4. محيط دارای موانع متحرك است .
5. حداکثر زاویه قابل چرخش توسط موشک محدود است.
6. طول هر بخش از پایه در مسير حرکت موشک بایستی از مقدار مشخصی کمتر نباشد.

 

رادار‌گریزی موشک  کروز

چهارمين نسل جنگ متكی بر اصولی همچون تمرکز‌زدایی، ابتكار عمل، از بين رفتن وضعيت انحصاری جنگ‌ها و ناهمگونی است. که توسط نهادهای غيردولتی و گروه های رزمی کوچک، سبک، ماهر، متحرك، مقاوم، خودکفا، با روحيه و با‌انگيزه به صورت نقطه‌ای یا در سطحی وسيع و گسترده قابل انجام و اجرا است. همراهی، همگامی و گره خوردن با توده‌های اجتماعی و مردمی از اصول حتمی و موفقيت‌آميز در این جنگنده‌ها است. که از مهم‌ترین ویژگی آن‌ها ناهمگونی می‌باشد. بنابراین استفاده از این شيوه‌های جدید باعث تغيير تحول در ساختار کلی جنگنده‌های آینده گشته است که به مواردی اشاره می‌گردد.

 

تعریف کلی روش‌های ایجاد اختلال در کارکرد رادار موشک کروز

نابود کردن موشک کروز توسط یک سامانه پدافندی سه مرحله‌ای صورت می‌گيرد. سامانه پدافند سه مرحله ای این سامانه از سه مرحله به شرح زیر تشكيل یافته است:

• مرحله اول : آشكارسازی و شناسایی هدف
• مرحله دوم: رهگيری و قفل بر روی موشک
• مرحله سوم: نابود سازی با آتش کردن بر روی موشک

مهمترین مرحله اشكارسازی است. زیرا افزون بر یک سطح مقطع کم راداری بيش‌تر موشك‌های کروزی که ساخته مي‌شوند برای نيروی محرکه خود از موتورهای جرت توربوفن معمولی استفاده می کنند، که گرمای کمی توليد مي‌كند. در نتيجه امكان آشكارسازی آن‌ها با استفاده از حسگرهای حرارتی بسيار کم است.

 

 

حتی اگر در فواصل کوتاه بتوان حرارت منتشر شده از موتور را با کمک حسگرهای فروسرخ تشخيص داد. به دليل سرعت موشک کروز در برد و ارتفاع کم امكان نشان دادن واکنش برای بسياری از پایگاه‌های پدافندی وجود ندارد. برای آشكارسازی یك موشک بایرد از راداری در ارتفاع بالا و یا راداری که در ماورای افق در حال پرواز باشد (همچون هواپيمای اواکس) استفاده کرد.

راداری که برای شناسایی موشک کروز مورد استفاده قرار مي‌گيرد باید یک رادار رزونانس باند فرکانس بالا باشد (رادار وی اچ اف ) که فرکانس آن بين 30تا 300 مگا هرتز باشد.

بطور کلی با سه عامل اساسی می توان در عملكرد گيرندگی رادار ایجاد اختلال نمود و کارکرد صحيح آن را دچار مشكل کرد که این سه عامل عبارتند از:

کلاتر موشک کروز

انعكاس ها و برگشت ناخواسته امواج از کليه اجسام غير از هدف را شامل می‌شود. که موجب کاهش کارایی رادار و از بين رفتن سيگنال هدف و ایجاد اهداف دروغين در رادار مي‌گردد. از آنجایی که کلاتر یک عامل طبيعی ایجاد اختلال بوده و منشا انسانی ندارد نمی‌توان آن را جزو سيستم های جنگ یا دفاع الكترونيكی قرار داد.

تكنولوژی استيلس موشک کروز

وضعيتی است که هدف به وسيله ی رادار قابل شناسایی نمی‌باشد. که دليل این امر، استفاده از تكنيک‌های خاصی است که در چنين وسایل رادار گریزی به کار برده شده است. درواقع به بحث تكنولوژی استيلس مربوط می‌گردد. این تكنولوژی یكی از عوامل موثر در سيستم های جنگ الكترونيكی است.

 

 

جمينگ موشک کروز

وضعيتی است که رادار یک هدف غير واقعی و مجازی را  Jamming نشان می‌دهد. که علت این امر استفاده از این تكنيک برای ایجاد خطا در آشكارسازی ویژگی‌های هدف از قبيل سرعت، موقعيت مكانی و … توسط رادار، استفاده می‌گردد. این تكنولوژی مهم‌ترین سيستم جنگ الكترونيكی محسوب می‌شود.

مروری کلی بر روش‌های رادار گریزی استیلس

تكنولوژی استيلس یا تكنيكی است که به منظور جلوگيری از ردیابی موشک توسط رادار، اشعه مادون قرمزهای آشكارسازی مورد استفاده قرار می‌گيرد. وسایلی که از این تكنولوژی استفاده می‌کنند، می توانند مأموریت خود را بدون اینكه دشمن از حضور آنان پی ببرد، به پایان برساند. عمده وسایلی که از این تكنولوژی استفاده می‌کنند عبارتنداز:
1. هواپيما‌ها
2. کشتی‌ها
3. زیردریایی‌ها
4. موشک‌ها
5. هلی کوپترها
6. ماشين آلات نظامی
اینكه عمده کاربرد استيلس در هواپيما است. نكته مهمی که باید به آن توجه داشته باشيم، این است که ادواتی که از این تكنولوژی استفاده می‌كنند به طور کامل نامرئی و رادارگریز نيستند، بلكه با به کارگيری تكنيک‌هایی خاص، شناسایی آن‌ها توسط رادار یا سایر روش‌های آشكارسازی مشكل‌تر می‌گردد.

 

چهار اصل اساسي در استیلس

استیلس راداری
 

اصول کار رادارها، ارسال یک پالس رادیویی به هدف و دریافت امواج برگشتی از هدف است. اگر بتوان به طریقی بخشی از امواج بازگشتی را ذخيره نمایم یا مانع از برگشتن امواج رادیویی به مبدأ شویم. می توان هدف را از دید رادار پنهان نگه داشت. در استيلس راداری، یک موشک کروز و یا هواگرد باید پالس‌های راداری تابانده شده را جذب نماید. یا باید با بازتاباندن عكس پالس‌های راداری یا با منحرف کردن امواج از رسيدن به آنتن گيرنده جلوگيری نماید.

در یک موشک رادارگریز یا استيلس، استفاده از سطح مقطع راداری مسطح و صاف سبب می‌شود که امواج برخورد کننده به بدنه‌ی هواپيما پراکنده شوند. که این پراکنده شدن امواج در جهتی مخالف جهت سيگنال ارسالی از رادار می‌باشد. که این موضوع باعث می‌شود رادار انعكاس امواج را دریافت نكند و در نتيجه نتواند موقعيت شی پرنده را شناسایی نماید.

استیلس حرارتي

اشعه‌های مادون قرمز امواج الكترومغناطيسی هستند که از هر ماده که بالای صفر مطلق قرار داشته باشد ساطع می‌شوند. مواد داغ از قبيل دود یا گازهای خروجی از نازل موتور موشک که در اثر اصطكاك هوا داغ شده اند، مي‌تواند منشأ خوبی برای IRباشد. بنابراین کار اصلی این است که اجازه خروج این امواج از موشک و یا هواپيماها و سایر وسایلی که از تكنولوژی استيلس استفاده می‌کنند را ندهيم و تا حد ممكن سطح این وسایل را سرد نگه داریم. 

                           

استیلس صدا

در شناسایی موشک ( یكی دیگر از فاکتورهای مهم در بحث استيلس ، فاکتور ) صدا‌ها و یا هواپيماها در ارتفاع پایين بسيار اهميت دارد، ولی در ارتفاعات بالا به دليل سرعت پایين حرکت امواج صوتی، این مسئله چندان اهميتی ندارد. اما این امر در زیردریایی‌ها از اهميت ویژه ای برخوردار است. برای مقابله با انتشار امواج صوتی، باید راه هایی را برای کم کردن صدای موتور و صدای شكافتن لایه ها توسط بدنه‌ی وسایلی که از تكنولوژی استيلس استفاده می‌کنند، در نظر گرفت.

استیلس ظاهری

یعنی بدنه‌ی موشک و یا هواپيمای جنگنده را طوری رنگ آميزی نمایم که شباهت زیادی با محيط اطراف خودش پيدا کند. مثلاً یک هواپيما که قرار است در فاصله زیادی از سطح زمين در شب پرواز کند، بهتر است که به رنگ مشكی رنگ‌آميزی شود.

راه های مقابله با رادار گریزی

ردگيری تهدید‌های هوایی با سطح مقطع کم، نيازمند تاباندن انرژی بيشتر روی هدف و داشتن گيرنده‌های حساس‌تر برای کشف انرژی برگشتی است. که این روش دشواری‌های خود را نيز دارد. توان بيش‌تر را با یک آنتن رادار بزرگ‌تر و یک فرستنده نيرومندتر می‌توان به دست آورد. ولی این کار اندازه، بها، وزن و چابكی رادار را در گردش‌ها  می‌گيرد.

از سوی دیگر با افزایش حساسيت گيرنده رادار، خروجی شلوغ پر خدشه و اهداف دروغين بيش‌تری را دربرخواهد گرفت که به این ترتيب کار برنامه‌نویسی و محاسبات بسيار پيچيده ای به بار کار خواهد آورد. یكی از راه‌های کاهش آثار فناوری پنهان کار به کارگيری رادارهایی است که در بسامد UHF,VHF کار مي‌كنند.
در ادامه به معرفی انواع رادار ها مي‌پردازیم:

رادار فعال

این رادار فقط یک گيرنده قوی است، طوری که کوچك‌ترین امواج الكترومغناطيسی هواپيمای دشمن را ردیابی می کند. از این دسته می توان رادار تامارا روسی را نام برد.

رادار بای استاتیک

این رادار مانند رادارهای معمولی است ولی به جای یک گيرنده و یک فرستنده در یک نقطه، یک فرستنده و چند گيرنده در نقاط مختلف دارد. از این طریق امواج منحرف شده توسط هواپيمای رادار گریز که در نقاط مختلف نسبت به نقطه اوليه ارسال، بازتاب می‌یابند شناسایی و دریافرت می‌شوند. (برای درك بهتر، یک دایره را فرض کنيد که در مرکز آن فرستنده قرار دارد و در اطراف آن چند گيرنده در فواصل مختلف قرار دارند.

رادار لیزری

این رادار می‌تواند با کشف مقادیر موجود هيدروکربن‌ها در جو به عنوان تدبيری عليه فناوری پنهان کار به کار رود. طی مقاله‌ای که چندی پيش در مورد سنجش ليزری نوشته شده بود دهانه خروجی موترور جت غلظتی معادل 100 برابر معمول جو زمين در خروج هيدروکربن‌ها دارند. رادار حرارتی این رادار با استفاده از حس گرهای حرارتی قوی می‌تواند، کوچك‌ترین حرارت و اختلاف دمایی حاصل از هواپيماهای رادارگریز را شناسایی و به آن حمله کند.