هر آنچه که از موشک و هدایت موشک باید بدانید

آشنایی با انواع موشک‌ها و هدایت موشکی

به روش‌های گوناگونی که برای رساندن یک موشک یا بمب هدایت‌شونده به هدف مورد نظر به کار گرفته می‌شود، سیستم هدایت موشک می‌نامند. 

موشک های هوا به هوا

توسط هواپیما حمل می‌شود و بر علیه هواپیماهای دشمن یا یک هدف پرنده به کار گرفته می‌شود. این نوع از موشک‌ها عموما از لحاظ ابعاد نسبت به سایر موشک‌ها کوچک‌تر هستند. زیرا ظرفیت هواپیماهایی که آن‌ها را حمل می‌کنند محدود است و این موشک‌ها با توجه به ماموریتشان دارای برد نسبتا کوتاهی می‌باشند.

 

به محض روشن شدن موتور یک سرعت اولیه به موشک داده می‌شود و بعد از این مرحله به سمت هدف گالید می‌کند. از موتور راکت با سوخت جامد در این نوع موشک‌ها استفاده می‌شود. زیرا ماهیتی ساده دارند و قابل اعتماد هستند. در بعضی موارد جهت اصلاح خصوصیات عملکردی موشک از موتور با کارکرد مدوام در طول پرواز استفاده می‌کنند.

 

مشکلات موشک‌های هوا به هوا

بعلت اینکه این موشک ها مستقیما در زیر هواپیما حمل می‌شوند مشکلات آیرودینامیکی نسبتا ساده‌ای ایجاد می‌شود. که شامل اثرات تداخل جریان بین موشک و هواپیما می‌باشد.

این مسایل تداخلی در بال‌های به عقب برگشته جنگنده‌هایی که موشک حمل می‌کنند بحرانی است بعنوان یک قانون خاص برای هواپیمای جنگنده بمب افکن هر موشکی که شلیک می‌گردد، خواه عمود بر مسیر حرکت و خواه به سمت عقب باید آنالیز همان وضعیت خاص انجام پذیرد.

قابلیت مانور پذیری موشک به دلایل زیر در مقایسه با سایر موشک‌ها بیش‌تر می‌باشد:

• سرعت های زیاد پرتاب
• سرعت زیاد هدف و مانور‌پذیری بالی آن
• زمان کوتاه پرواز جهت اصلاح مسیر

موشک زمین به هوا

معمولا از این نوع موشک‌ها برای پدافند زمینی در برابر حمله هواپیماهای دشمن استفاده می‌شود. طراحی آیرودینامیکی این نوع موشک‌ها بستگی به برد آن‌ها دارد که این برد از چند کیلومتر تا چند صدکیلومتر می‌تواند باشد معمولا برای بردهای کوتاه از موشک‌های یک مرحله ای با موتور سوخت جامد یا مایع استفاده می شود.

 

همچنین به منظور کاهش وزن در بردهای بلند از سیستم‌های چند مرحله‌ای استفاده می‌کنند. اثبات شده است که موتورهای رم جت و سایر موتورهای مکنده هوا از نظر اقتصادی و از دیدگاه وزنی با صرفه‌تر می‌باشد.

 

معایب موشک زمین به هوا

همچنین یکی از معایب استفاده از موتور رم جت این است که برای استارت این موتورها نیازمند به یک موتور کمکی قوی دارد. سیستم هدایت این نوع موشک ها نیز متنوع است. برای برد های کوتاه سیستم هدایت با اشعه راداری و یا حتی مادون قرمز دقت بالایی را برای انجام ماموریت موشک ها به همراه دارد.

 

 

برای برد‌‌های بلند از سیستم‌های هدایتی هدف‌یاب و یا ترمینال استفاده می‌کنند که باعث از بین بردن موثر هدف با دقت زیادی می‌شود. برای انجام ماموریت در برابر هدف‌های سریعی که در ارتفاع پایین پرواز می‌کنند قابلیت مانور مورد نیاز برای این کلاس از موشک‌ها می‌بایست در رنج بالایی باشد. عموما این نوع موشک‌ها بطور عمودی پرتاپ و یا از یک ارتفاع بلند برای حداکثر تاثیر تخریب پرتاب می‌گردند.

موشک هوا به زمین

از این موشک‌ها معمولا برای حمله به سلاح‌های تاکتیکی و نابود کردن نیروهای زمینی یا هدف‌های زمینی نظیر انبار سلاح‌ها مخازن کشتی‌ها یا فرودگاه‌ها استفاده می‌شود. برد آن‌ها نیز از چند کیلومتر تا چند صد کیلومتر متغیر است.

در نوع برد کوتاه این موشک‌ها عموما به دلیل سبکی از نگهدارنده ثابت در آن‌ها استفاده می‌شود. در نوع برد بلند از نگهدارنده جدا‌شونده بهره می‌برند. در مرحله بعد وضعیت‌های بدست آمده متعادل می‌شوند و به تدریج برای رسیدن به سرعت مورد نظر تقویت می‌گردند. اگر برد قابل توجهی مورد نظر باشد چند مرحله‌ای کردن موشک سودمند است.

موشک زمین به زمین

این موشک‌ها به دو دلیل در جنگ بکار گرفته می‌شود:

• حمله به هدف‌هایی که در مسافت‌های بسیار دوری واقع هستند
• استفاده از آن به عنوان یک سلاح تلافی جویانه

از دیگر علت‌های استفاده از این نوع موشک‌ها می‌توان پشتیبانی پیاده نظام در عوض آتش توپخانه را نام برد. این جنگ افزار دارای برد موثری از هزار کیلومتر تا چندین هزار کیلو متر می‌باشد. معمولا مسیر حرکت این موشک‌ها بصورت کروز و یا پرتابه ای می‌باشد. موشک‌های برد بلند بالستیک معمولا چند مرحله‌ای هستند. زیرا با این روش ابعاد موتور کوچک‌تر شده و در نتیجه وزن کلی موشک به حداقل می‌رسد.

 

معایب موشک زمین به زمین

این موشک‌ها چون به صورت عمودی پرتاب می‌شود کل وزن موشک بر روی لانچر پرتاب قرار می‌گیرد. پس واضح است که هر چه وزن موشک کمتر شود فشار کمتری بر لانچر پرتاب وارد می‌شود.

قابلیت مانور این نوع موشک‌ها خیلی کمتر از بقیه است و عمده کنترل در طول فاز صعود مسیر در هنگام وزش باد جانبی انجام می‌پذیرد. این نوع موشک معمولا مانند یک سلاح توپخانه‌ای از یک سکوی پرتاب ثابت زمینی شلیک شده و سپس بر روی هدف نشانه می‌رود و برای این منظور نیاز به درجه بهینه‌ای از مانور‌پذیری موشک نیاز داریم.

 

 

در نوع بدون سیستم هدایت این موشک‌ها پایداری مورد نیاز با استفاده از ملاحظات انحراف مسیر در پرتاب بر موشک اعمال می‌گردد. نوع بخصوصی از این موشک ها از زیر آب شلیک می‌شوند.

معرفی انواع سیستم هدایت موشک

هدایت موشکی سیمی: روش هدایت با سیم از قدیمی‌ترین روش‌های ابداع شده برای هدایت موشک است. بسیار مطمئن برای هدایت موشک‌های ضد تانک است. در این روش، هدایت موشک از نظر عملکرد چه مدل دستی و چه نمونه های موجود نیمه خودکار با روش هدایت رادیویی فرق چندانی ندارد. تنها فرامین تغییر مسیر موشک به امواج رادیویی، به کمک سیم متصل شده به موشک به آن منتقل می شوند.

دو رشته سیم از یک طرف به پرتاب کننده و از طرف دیگر به موشک وصل شده و دستورهای هدایتی از طریق این سیم‌ها به موشک منتقل می‌شوند.

مزایای هدایت موشک سیمی

امروزه تمامی موشک‌های ضد تانک موجود نیمه خودکار بوده و شلیک‌کننده تنها کافی است که که سایت هدف‌گیر را تا زمان برخورد بر روی هدف نگاه دارد. هدایت موشک بر عهده سایت هدف‌گیری که مجهز به یک حسگر فروسرخ است می‌باشد.

یکی از برتری های هدایت سیمی نسبت به هدایت رادیویی، عدم امکان ایجاد اختلال بر روی فرامین انتقالی از سیم است. موشک‌های ضدتانک تاو آمریکا، اریکس فرانسه و بیل سوئدی از جمله موشک‌های معروف هدایت سیمی هستند.

 

 

هدایت موشک رادیویی

روش هدایت رادیویی در نسل اول موشک‌های هوا به زمین و موشک‌های ضدتانک هدایت شونده به کار برده شد. این روش هدایت از زمان جنگ جهانی دوم بر روی بمب‌ها و موشک‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفت و باید آن را قدیمی‌ترین روش هدایت موشک دانست.

در این روش، خلبان و یا شلیک‌کننده باید موشک را تا زمان برخورد به هدف در دید خود نگه دارد. یعنی خلبان باید پس از پرتاب، موشک و هدف را در یک راستای مستقیم قرار دهد و با استفاده از دسته هدایت که در اختیار شلیک‌کننده است به وسیله امواج رادیویی فرستاده شده برای موشک، موشک را به طرف هدف هدایت کند.

سازوکار هدایت موشک رادیویی

این روش دقیقا مانند کنترل کردن یک هواپیمای کنترل از راه دور می‌باشد. در روش هدایت دستی، شلیک‌کننده با نگاه کردن به شعله انتهای موشک و یا چراغ چشمک زن نصب شده در عقب موشک، موشک را به طرف هدف هدایت می‌کرد. در مدل‌های پیشرفته‌تر مانند موشک ضد تانکروسی ۶-AT روش هدایت رادیویی نیمه خودکار شده است.

شلیک‌کننده تنها سایت هدف‌گیری را بر روی هدف قرار می‌دهد و سایت هدف‌گیر با حس کردن شعله انتهای موشک،موشک را به کمک امواج رادیویی به طرف هدف هدایت می‌کند.

 

 

این سیستم بر روی موشک‌های ضد تانکی چون آتی۴ روسی، موشک‌های هوا به زمین آاس۷ روسی و بولپاپ آمریکایی مورد استفاده قرار گرفته است. امروزه، دیگر این روش برای هدایت موشک‌ها و یا بمب‌ها مورد استفاده قرار نمی‌گیرد و منسوخ شده است.

هدایت موشک فروسرخ

هدایت فروسرخ یک هدایت داخلی و خود مختار است که نیاز به منبع خارجی برای تکمیل هدایت موشک ندارد. در این روش، حسگر نصب شده بر روی دماغه موشک بعد از شلیک، اقدام به جستجوی محیط رو به روی خود برای پیدا کردن منبع گرمایی برای قفل کردن بر روی آن می کند. این منبع گرمایی می تواند خروجی گرم هواپیما، بالگرد و یا یک موشک کروز باشد.

امتیاز سیستم کاونده فروسرخ

سیستم کاونده فروسرخ تنها می‌تواند محیط روبروی خود را جستجو کند و یکی از امتیازات آن این است که خلبان و یا شلیک کننده بعد از قفل و شلیک موشک می تواند اقدام به شلیک موشک دیگر و یا ترک محل کند. موشک به کمک سیستم فروسرخ درون خود و به کمک بالچه های هدایت به طرف هدف هدایت می‌شود.

اولین موشک فروسرخ عملیاتی جهان، موشک هوا به هوای سایدویندر آمریکایی بود. نسل نخست این موشک‌ها را تنها می‌شود از نیم کره پشتی به طرف خروجی موتور هواپیما قفل کرد. ولی امروزه با افزایش حساسیت کاونده های فروسرخ می‌توان این موشک ها را از روبرو نیز بر روی هدف قفل کرد.

 

موشک‌های هدایت فروسرخ را می توان با استفاده از تم‌های فریب دهنده گرم که مانند منور بوده و گرمایی زیاد از خود متصاعد می‌کنند فریب داد. خلبانان بالگرد و جنگنده بلافاصله بعد از هشدار سیستم مبنی بر نزدیک شدن موشک اقدام به شلیک دستی و یا خودکار شراره می‌کنند.

سازوکارECM

ECM برخی از وسایل پرنده‌داری سیستم تشخیص نزدیک شدن موشک هستند. این سیستم با حس کردن شعله خروجی موتور موشک که به پرنده نزدیک می شود هشدار لازم را به خلبان می دهد. ولی از آنجایی که برای شلیک موشکهای فروسرخ نیازی به قفل رادار بر روی هدف نیست، در اکثر مواقع هدف بدون دریافت هیچ گونه هشداری مورد اصابت قرار می‌گیرد.

برد کاونده فروسرخ

برد کاونده فروسرخ این گونه موشک‌ها برای کشف منبع گرمایی کم بوده و اغلب کمتر از 20 کیلومتر است. از این‌رو، این روش هدایت به صورت گسترده‌ای برای هدایت موشک‌های کوتاه برد هوا به هوا و موشک های پدافند هوایی کوتاه برد و شانه پرتاب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

عدم نیاز به تجهیزات جانبی، این سیستم را به یک روش هدایت کارآمد برای استفاده در سلاح های قابل روسی، سایدویندر آمریکایی، K۷۴حمل توسط نفر تبدیل کرده است. موشک‌های هوا به هوای فروسرخ پایتون۴ اسراییلی و موشک‌های زمین به هوای راپیر انگلیسی، استیگر آمریکایی و سام ۸۱ روسی از جمله برترین موشک‌های هدایت فروسرخ در جهان هستند.

هدایت موشک راداری نیمه فعال (آشیانه‌‎یاب نیمه فعال رادرای)

این روش هدایت که از اواسط دهه 50 بر روی موشک‌های هوا به هوا و زمین به هوا نصب شد. در واقع به تکمیل رادارهای داپلر به وجود آمد. در این موشک‌ها، ابتدا رادار جنگنده و سایت پدافند هوایی بر روی هدف قفل شده و پس از شلیک موشک، رادار کوچک موشک امواج منعکس شده از هدف را دنبال کرده و با تصحیح مسیر، خود را به هدف می‌رساند.

مزایای هدایت موشک راداری نیمه فعال

این روش هدایت این امکان را به خلبان می‌داد تا با استفاده از موشک‌های هوا به هوای میان برد و یا دور برد اهداف مورد نظر خود را از فاصله بیش از 18 کیلومتر با شلیک یک یا دو موشک مورد هدف قرار داده و از درگیری پر التهاب و پیچ در پیچ در جنگ نزدیک هوایی خودداری کند.

معایب هدایت موشک راداری نیمه فعال

از جمله عیوب این روش هدایت به ویژه برای جنگنده‌ها این است که برای رسیدن موشک به هدف باید تا آخرین لحظه اصابت، رادار هدایت‌کننده بر روی هدف قفل باشد و به هر دلیلی که امواج رادار به موشک نرسند. مانند مانور جنگنده شلیک کننده و یا کم شدن انرژی رادار موشک به هدف برخورد نمی‌کند. جنگنده بعد از شلیک موشک نمی‌تواند اقدام به ترک صحنه نبرد و باید تا لحظه برخورد موشک به هدف در منطقه باقی بماند. در چنین مواردی در اصطلاح تاکتیکی جنگنده بی دفاع است.

از طرفی با افزایش برد موشک، امواج رادار نیز باید مسافت دورتری را طی کنند که سبب کاهش قدرت امواج رادار در مسافت‌های زیاد می شود. از این رو نمی‌توان از این روش هدایت در موشک های با برد زیاد استفاده کرد. البته تا کنون موشک های با برد 120 کیلومتر نیز با استفاده از این روش هدایت ساخته شده اند. در ضمن می توان با استفاده از سیستم های جنگ الکترونیک و ایجاد اختلال، مانع رسیدن امواج رادار جنگنده به موشک شد، اما نه همیشه.

 

 

ساختار امروزی موشک هوا به هوا

امروزه دیگر موشک های هوا به هوا با این روش هدایت تولید نمی شوند. ولی ساخت موشک‌های پدافندی با این روش هم‌چنان ادامه دارد. موشک هایو آر27 آر روسی و موشک‌های زمین به هوای هاوک و پاتریوت آمریکایی از جمله موشک‌های هدایت راداری نیمه فعال معروف جهان هستند.

هدایت موشک راداری فعال

این روش هدایت از سال 1970 برای موشک های ضد کشتی و هوا به هوای دور برد و میانبرد مورد استفاده قرار گرفته است. این موشک‌ها، خود داری یک دستگاه رادار کوچک برای رهگیری و اصلاح مسیر به طرف هدف هستند. رادار جنگنده و یا ناو شلیک کننده در ابتدا هدف را کشف و روی آن قفل می‌کند. پس از آن، مختصات هدف به موشک منتقل شده و موشک به طرف محدوده هدف شلیک می‌شود.

موشک، مسیر از پرتاب‌کننده تا نزدیکی هدف را به صورت اینرسی هدایت‌شده و بعد از کشف هدف توسط رادار موشک به روش هدایت راداری آشیانه یاب به طرف هدف حرکت می‌کند. از جمله امتیازات این روش این است که جنگنده و یا سیستم شلیک‌کننده بعد از شلیک می‌تواند منطقه را ترک کرده و یا مانورهای مورد نظر خود را اجرا کند و موشک بدون نیاز به رادار جنگنده و یا ناو به طرف هدف حرکت می‌کند. این روش در موشک هایی با برد بلند بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

 

موارد استفاده از هدایت موشک راداری فعال

موشک های ضد کشتی از جمله استفاده کنندگان این روش هدایت هستند. البته در مورد موشک های کوتاه‌‌بردتر ضد کشتی مانند سی ایگل انگلیسی از هدایت رادار نیم فعال استفاده می‌شود. و موشک‌های ضد کشتی اگزوست فرانسوی موشک آمرام آمریکایی در15 کیلم .و هارپون آمریکایی از جمله موشک های راداری فعال می‌باشند.

هدایت موشک راداری

این روش بر روی نسل نخست موشک‌های زمین به هوا و بیش‌تر در موشک‌های روسی نصب شد. موشک‌های سام 2 و 3 و 4 از جمله موشک‌های هدایت راداری معروف جهان هستند. در این روش هدایت، موشک شلیک شده برای اصابت به هدف از سه رادار استفاده می‌کند.

این رادارها عبارتند از رادار کشف کننده هدف، رادار هدایت و رادار ارتفاع یاب. یکی از رادارها هدف را کشف کرده و دیگری موشک را رهگیری می‌کند و اطلاعات این دو رادار به وسیله سیستم هدایت کننده جمع بندی می‌شود و موشک را تا زمان برخورد به هدف اصلاح مسیر می‌کند. به صورت معمول امواج تغییر مسیر و اصلاح مسیر به موشک به کمک امواج رادیویی فرستاده می‌شود.

معایب هدایت موشک راداری

از جمله اشکالات این روش می‌توان به آسیب پذیری زیاد موشک در مقابل اختلالات الکترونیکی و قطع امواج رادیویی ارسال شده از رادار هدایت اشاره کرد. از طرفی، انهدام هر یک از ۳ رادار سیستم باعث از کار افتادن تمامی سیستم می شود. این موشک‌ها معمولا از آنجایی که آن قدر دقیق نبودند که به هدف به صورت مستقیم بر خورد کنند دارای چاشنی‌های مجاورتی هستند. در حال حاضر دیگر از از این روش هدایت برای هدایت موشک‌ها استفاده نمی‌شود و این روش کهنه و متروک شده است.

هدایت موشک تلویزیونی

در موشک های و بمب های هدایت تلویزیونی، یک دوربین بر روی دماغه موشک قرار دارد که شلیک کننده با زدن سوئیچ مربوطه روپوش دوربین برداشته و دوربین شروع به تصویر برداری از محیط روبروی خود می کند. کاربر و یا خلبان تصاویر گرفته شده را همزمان در مانیتور خود مشاهده می کند و با درشت نمایی تصویری، عالمت هدف‌گیری را بر روی هدف قرار داده و دوربین را بر روی هدف قفل می کند.

موشک پس از شلیک به صورت مستقل به طرف هدف هدایت می‌شود. این روش هدایت مانند هدایت فروسرخ یک روش هدایت درونی است و نیازی به هدایت خارجی نداشته و شلیک‌کننده بعد از شلیک می تواند اقدام به شلیک موشک دیگر و یا ترک منطقه کند.

موارد استفاده از هدایت موشک تلویزیونی

این روش هدایت برای اولین بار در بمب والی در ویتنام توسط نیروی دریایی آمریکا استفاده شد. اولین موشکی که از این روش هدایت برای آن استفاده شد موشک ماوریک آمریکایی بود. این روش هدایت به طور معمول برای هدایت بمب ها و موشک‌های هوا پرتاب استفاده می شود و البته بیشتر برای بمب‌ها.

امتیازات هدایت موشک تلویزیونی

از جمله امتیازات این روش هدایت عدم نیاز به هدایت خارجی، مقاومت بیشتر در مقابل اختلالات الکترونیکی و سادگی عملکرد آن‌ها است. معمولا تطبیق دادن این گونه سلاح ها بر روی هواپیماها و نه بالگرد‌ها به لوازم جانبی کم‌تری نسبت به سیستم هدایت لیزری نیاز دارد. در نمونه‌های اولیه بمب‌های تلویزیونی، بمب بعد از پرتاب ارتباطش با هواپیما قطع می‌شد. ولی در نمونه‌های بعدی، بمب تصاویر گرفته شده توسط دوربینش را برای خلبان ارسال می‌کرد تا خلبان شاهد برخورد دقیق بمب به هدف باشد. از این رو خلبان می‌تواند تصاویر برخورد بمب را از زمان پرتاب تا زمان برخورد موشک به هدف به صورت کامل ببیند. شاید شما نیز این تصاویر را که توسط خلبان های هواپیما‌های جنگی ضبط شده اند در تلویزیون دیده باشید.

نمونه های اولیه این نوع بمب‌ها

نمونه‌های اولیه این نوع بمب‌ها دارای سیستم هدایت تلویزیونی ساده‌ای بودند. به همین دلیل آن‌ها تنها برای انجام بمباران‌های دقیق در روز مناسب بودند. در مدل‌های جدید‌تر، این نوع موشک ها به دوربین‌های فروسرخ مجهز شدند و از این رو از توانایی حمله شب نیز برخوردار شدند.

افزایش برد بمب‌ها و موشک‌ها این مسئله را به وجود آورد که خلبان باید با دوربین سلاح هدف را کشف و بر روی آن قفل کند. نسل دوم این سلاح‌ها این امکان را در اختیار خلبان‌ها قرار داده اند که خلبان بتواند بمب را از مسافتی دور به طرف هدف پرتاب کرده و بعد با کمک تصاویر ارسالی هدف را کشف و منهدم نماید.

همچنین خلبان می‌تواند با نگاه به نمایشگر درون کابین و دیدن تصاویر ارسالی هدایت بمب را به صورت دستی نیز انجام دهد. موشک‌های دارای تصویر بردار فروسرخ به طور معمول به واسطه دارا بودن سیستم فروسرخ دارای سیستم تعقیب خودکار هدف هستند. این روش هدایت طی دو دهه گذشته بر روی موشک‌های ضد تانک نصب شده و موشک‌های ضد تانکی چون جاولین و اسپایک از جمله موشک‌های ضد تانک دارای هدایت تصویر‌برداری فروسرخ هستند.

معایب هدایت موشک تلویزیونی

امروزه دیگر روش هدایت تلویزیونی در موشک‌ها مورد استفاده قرار نمی‌گیرد ولی به صورت گسترده‌ای از روش هدایت تصویر برداری فروسرخ استفاده می‌شود که توان انجام عملیات شبانه را به صورت محسوسی افزایش داده است. هم‌چنین برخی از موشک‌های کروز و موشک‌های دور برد هوا به زمین از روش تصویر بردار فروسرخ به عنوان هدایت مرحله پایانی پرواز استفاده می‌کنند.

موشک‌های هوا پرتاب کااچ27 روسی (با هدایت تلویزیونی) و (با هدایت تصویر بردار فروسرخ) از جمله موشک‌های هوا پرتاب معروف هستند.

هدایت موشک لیزری

این روش هدایت همزمان با هدایت تلویزیونی توسط نیروی هوایی آمریکا در ویتنام به کار رفت. خلبان بعد از ورود به منطقه هدف، دوربین غلاف لیزری خود را روشن می‌کند. تصاویر دوربین در نمایشگرهای جلوی خلبان به نمایش در می‌آید. خلبان با جستجوی هدف و نشانه گذاری هدف توسط علامت هدف‌گیری که معمولا علامت + می‌باشد اقدام به قفل کردن سیستم از طریق دوربین بر‌ روی هدف می‌کند. پس از آن یک پرتو لیزر به وسیله غلاف هدفگیری به هدف تابانده شده و منعکس می‌شود.

روش هدایت آشیانه یاب لیزری

موشک دارای یک حسگر لیزری بر روی دماغه است و به کمک این حسگر امواج لیزر منعکس شده از هدف را کشف کرده و این امواج را تعقیب می‌کند. از این رو، این روش را گهگاه روش هدایت آشیانه یاب لیزری نیز می‌نامند. قفل نگه داشتن لیزر بر روی هدف کاملا خودکار بوده و نیازی به شلیک کننده ندارد. دوربین تا لحظه برخورد از هدف فیلمبرداری بر روی + کرده و آن را به خلبان نشان می‌دهد. احتمالا تصاویری را از تلویزیون دیده‌اید که یک علامت یک ساختمان قرار دارد. به ناگاه ساختمان منفجر شده، و دود سیاهی تصویر را پر می‌کند.

 

در ابتدا این سیستم هدایت تنها در بمب‌ها و موشک ها بکار می‌رفت ولی با کوچک‌تر شدن غلاف های هدف‌گیر لیزری این سیستم هدایت بر روی انواع سلاح های ضد تانک و پدافند هوایی کوتاه برد نیز به کار رفت.

موارد استفاده از هدایت موشک لیزری

بمب‌های سری پیوری1 که از سال 1967 در ویتنام بکار رفتند اولین سلاح های هدایت لیزری جهان هستند. در جنگ ویتنام بیش‌ترین بمباران توسط بمب های بمب های هدایت F-4D و111-F جنگنده-بمب افکن‌های لیزری را انجام دادند. موشک ضد تانک هل فایر از اولین موشک‌های ضد تانک جهان با هدایت لیزری بود که برروی بالگرد آپاچی نصب شد. امروزه به صورت گسترده‌ای بر روی دیگر بالگردها نیز نصب می‌شود.

دقت هدایت لیزری

با وجود دقت بالا، بمب‌های لیزری عملکرد نا مطلوبی در آب و هوای بد (مانند باران و برف) دارند.  دقت این سلاح‌ها به صورت چشمگیری در شرایط نامساعد جوی کاهش می‌یابد. همچنین ایجاد اختلال بر روی بمب‌های لیزری به مراتب آسان است. می‌توان با ایجاد اختلال، مانع رسیدن امواج لیزر منعکس شده از هدف به موشک شد و باعث به خطا رفتن موشک‌ها شد.

عیب بزرگ هدایت لیزری

یکی دیگر از عیوب بزرگ سلاح‌های لیزری نیاز آن‌ها به هدایت و قفل نگه داشتن لیزر به طرف هدف است. این پرتو باید بر روی هدف باقی بماند تا بمب بتواند هدف خود را جستجو کند. از این رو خلبان (یا شلیک کننده موشک های ضد تانک زمین پرتاب) بعد از پرتاب موشک نمی‌تواند دور زده و منطقه را ترک کند بلکه باید ارتفاع خود را بیش‌تر کرده و قفل لیزری را برروی هدف قرار دهد.

هر مسئله ای که باعث قطع پرتو لیزر تابانده شده بشود باعث به خطا رفتن بمب می‌شود. این در حالی است که سلاح‌های تلویزیونی پس از پرتاب کاملا خودکار بوده و خلبان می‌تواند منطقه هدف را ترک کرده و یا هدف دیگری را مورد حمله قرار دهد.

با موشک‌های لیزری تنها می‌توان در یک زمان به یک هدف حمله کرد گرچه می‌توان چند بمب را بر ضد یک هدف نیز مورد استفاده قرار داد. برخلاف آن‌ها، در بمب‌های تلویزیونی باید برای پرتاب دو بمب به طرف یک هدف هر دو بمب را به صورت جدا از یکدیگر هدفگیری کرد.

مزایای هدایت لیزری

یکی از امتیازات سلاح‌های لیزری این است که می توان بمب را توسط یک هواپیما پرتاب و توسط یک هواپیمای دیگر هدایت کرد. برای نمونه، سوپراتانداردهای نیروی دریایی فرانسه که از سال 1996 از برخوردار شدند معمولا به صورت دو فروندی یکی با غلاف 12-GBU لیزری توانایی حمل بمب‌های هدفگیر لیزری و دیگری با 2 بمب لیزری پرواز می کنند. یکی از سوپر اتانداردها هدف را نشانه گذاری کرده و دیگری با سرعت وارد محدوده برد بمب می شود و بمب خود را پرتاب کرده و منطقه عملیات را ترک می کند.

این ترکیب در زمان جنگ اول خلیج فارس توسط و تورنادو‌های نیروی هوایی انگلیس مورد استفاده قرار گرفت. از طرف پرتو‌های لیزری ارسال شده دارای کد خاص خودشان (اثر انگشت) می‌باشند. بمب لیزری قبل از پرتاب با این کد ها آشنا می‌شود و تا پس از پرتاب شدن به دنبال پرتوی لیزری منعکس شده از غلاف از این رو می‌توان در یک منطقه تعداد زیادی بمب به طرف یک هدف. هدفگیری مربوط به خود برود نشانه گیری کنند و موشک‌ها از یک بالگرد در آسمان شلیک شود.

موارد استفاده از هدایت موشک لیزری

موشک ضد تانک آتی14 کارنت روسی که می توان آن را از پیشرفته ترین موشک های ضد تانک جهان نامید دارای هدایت لیزری نیمه خودکار است و شلیک‌کننده باید تا زمان برخورد موشک به هدف، هدفگیر را بر روی هدف قرار دهد. به دلیل محدوده برد کم پرتوی لیزری این گونه روش هدایت برروی سلاح های با برد زیر 20 کیلومتر استفاده می‌شود.

 

 

با وجود این سلاح‌های هدایت لیزری هنوز دقیق‌ترین سلاح های هدایت‌شونده جهان هستند. موشک‌های هوا پرتاب ماوریک آمریکایی، کااچ27ال روسی،و ویخر روسی و موشک پدافند کوتاه برد آراس بی ۷۲ سوئدی از جمله تسلیحات معروف لیزری جهان می‌باشند.

هدایت موشک اینرسایی

این سیستم هدایت را باید از جمله نخستین سیستم های هدایت موشک حساب کرد که در جنگ جهانی دوم برای اولین بار توسط موشک‌های بالستیک وی2 و کروز وی1 مورد استفاده قرار گرفت. سیستم هدایت اینرسی یک سیستم هدایت درونی است که به صورت گسترده ای بر روی موشک های بالستیک و یا موشک کروز به عنوان هدایت مرحله میانی پرواز استفاده می‌شود و دقت این سیستم به دقت مختصات هدف بر می‌گردد.

سازوکار هدایت موشک اینرسایی

در این سیستم، با استفاده از چند ژیروسکوپ و شتاب‌سنج که تعداد آن‌ها در موشک های مختلف متفاوت است شتاب و میزان غلت و زاویه حرکت موشک را تعیین می‌کنند. بر اساس این اطلاعات می توانند موقعیت موشک را نسبت به مکان شلیک و نسبت به مختصات هدف موجود در حافظه موشک مقایسه کنند.

 

ژیروسکوپ عضو اصلی سیستم های هدایت اینرسی می‌باشد. ژیروسکوپ ها سنسورهایی می باشند که از آن‌ها جهت به دست آوردن سرعت زاویه ای و موقعیت زاویه ای موشک استفاده می‌شود. با پردازش این اطلاعات می توان موقیعت کلی پرتابه را نیز بر اساس محاسبات به دست آورد.

وظیفه اصلی ژیروسکوپ‌ها ایجاد یک دستگاه مختصات مرجع است. شتاب سنج‌ها، شتاب متحرک در امتداد چنین محور‌هایی را اندازه می‌گیرند که این شتاب می‌تواند نسبت به دستگاه که این شتاب می‌تواند نسبت به دستگاه مرجع اینرسی یا دستگاه مرجع دیگری مثل دستگاه متصل به زمین باشد.

 

نسل جدید هدایت موشک اینرسایی

امروزه، نسل نوین این سیستم‌های هدایت بر خلاف مدل های قدیمی مکانیکی دیجیتالی و یا لیزری هستند. ژیروسکوپ‌های جدید باعث کاهش درصد خطای سیستم هدایت شده است. هم‌چنین استفاده از سیستم مکان یاب جهانی در کنار سیستم اینرسی موشک‌های بالستیک دقت این موشک‌ها را بالا برده است.

به طور معمول خطایی که ژیروسکوپ‌های هدایت موشک به دلیل سرعت بالای موشک بالستیک پیدا می‌کنند توسط سیستم جی پی اس که دارای خطای حداکثر ۳ متر است اصلاح شده و بدین سان خطای سیستم اینرسی جبران می‌شود.

سیستم هدایت مکان‌یاب جهانی(GPS)

سیستم هدایت ماهواره ای چهره میدان نبرد را در قرن جدید تغییر داده است و باعث ورود نسل جدیدی سلاح های هدایت شونده دقیق و ارزان قیمت به صحنه نبرد شده است. استفاده این سیستم در جنگ افزار ها به جنگ اول خلیج فارس بر می‌گردد. مشهور‌ترین سلاح هدایت ماهواره ای، بمب های هدایت ماهواره هستند. که در گزارش عمومی پنتاگون در مورد اشغال عراق در سال 2003 از این سلاح به GDAM عنوان تاثیر گذارترین سلاح جنگ نام برده شده است.

موارد استفاده از هدایت  موشک ماهواره ای

تاکنون حدود 180000 فروند از این سلاح برای نیروی هوایی و دریایی آمریکا تولید شده اند و آنها بیشتر از دیگر سلاح‌های هدایت‌شونده در جنگ های سال‌های اخیر آمریکا به کار رفته اند. جی پی اس یک سیستم ماهواره ای است که توسط وزارت دفاع آمریکا ساخته شده است و دارای گیرنده ای مخصوص است که این گیرنده اطلاعات دقیقی از محل و زمان گیرنده را در اختیار کارب قرار می دهد. ماهواره های جی پی اس سیگنال‌هایی را ارسال می‌کنند که توسط گیرنده های جی پی اس دریافت می‌شوند و موقیعت مکانی، سرعت و زمان شلیک‌کننده را در هر جای کره زمین و در هر موقع از روز یا شب و در هر شرایط آب و هوایی محاسبه می‌نماید.

سازوکار هدایت موشک ماهواره ای

سیستم جی پی اس یک منبع ملی و مورد استفاده بین المللی برای یافتن موقیعت محل، مسیریابی و زمان سنجی می‌باشد. ماهواره‌های جی پی اس در حدود 900 کیلوگرم وزن و 5 متر پنل‌های خورشیدی طول دارند. عمر مفید این ماهواره ها برای 7.5 سال طراحی شده است اما اغلب مدت زمان بیشتری در مدار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پنل‌های خورشیدی نیروی اولیه را تامین می‌نماید و نیروی تغذیه ثانویه توسط باطری های نیکل کادمیم تامین می‌شود. در هر ماهواه، ۴ ساعت اتمی فوق العاده دقیق نصب گردیده است. در سپتامبر 2001 ،تعداد ماهواره‌های مورد استفاده در مدار زمین 27 عدد بوده است. در جریان جنگ اول خلیج فارس برای اطمینان از انهدام هدف باید ۴ بمب لیزری از دو فروند هواپیما پرتاب می‌شد. از طرف دیگر، سلاح‌های هدایت لیزری که دقیقترین سلاح‌های هوا‌ پرتاب معمول جهان بودند در آب و هوای بد (برف، باران)دقت بالای خود را از دست داده و به خطا می‌رفتند.

نسل جدید هدایت موشک‌ها

به طور کلی امروزه این سیستم هدایت به عنوان هدایت‌کننده موشک‌های هوا پرتاب، زمین پرتاب و دریا پرتاب دوربرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این موشک‌ها را تا فاصله‌ای نزدیک به هدف، هدایت می‌کند. به صورت معمول، موشک‌های دورایستای و کروز مانند توماهاوک و اسلم بعد از هدایت به نزدیکی هدف توسط ترکیبی از سیستم‌های هدایتی اینرسی و جی پی اس به کمک سیستم‌های هدایتی دیگری که دارای دقت بیش‌تری هستند مانند دوربین تصویربردار فروسرخ به هدف اصابت می‌کنند. عکس‌های فروسرخ، عکس های ماهواره ای از هدف هستند که از قبل در حافظه موشک ذخیره شده‌اند.

 

این عکس ها به صورت امواج فروسرخ گرفته شده اند. در حقیقت، قبل از حمله یک اسکن فروسرخ از هدف تهیه می‌شود و موشک در مرحله آخر اصابت به طور خودکار با مقایسه بین عکس های ماهواره‌ای درون حافظه موشک و تصاویر سیستم جلونگر فروسرخ و پردازش آن به هدف حمله می‌کند.

هدایت موشک غیر فعال

در این روش موشک در کلاهک خود تنها دارای انتن گیرنده بوده و هیچ سیگنالی از خود ساطع نمی‌کند. از این نوع موشک‌ها جهت تهدید اهدافی استفاده می‌شود که فعال بوده و از خود سیگنال ساطع می‌کنند. موشک‌های ضد تشعشع که در ادامه در مورد آن‌ها بحث می‌کنیم بیشتر در این دسته قرار می‌گیرند در شکل زیر سه نوع موشک بر اساس نوع هدایت آمده که مهمترین انواع هدایت موشک می‌باشند.

موشک ضد تشعشع

این نوع موشک‌ها جهت تهدید و انهدام سامانه های راداری دشمن طراحی و ساخته شده اند. در این نوع موشک‌ها بعد از اینکه خلبان از وجود یک رادار مطلع شد یک موشک ضد تشعشع شلیک می‌کند که این موشک با استفاده از امواج ارسالی توسط خود رادار به سمت آن حرکت کرده و باعث انهدام یا خسارت به رادار می‌شود.

تاریخچه

این نوع موشک برای اولین بار توسط نیروی دریایی ارتش امریکا در جنگ ویتنام علیه سامانه راداری سام استفاده شد و اولین نوع آن موشک ضد بود که در سال 3691 سر جنگی آن روی موشک اسپار agm-45 رادار قرار گرفت. ودر سال 1963 روی هواپیمای اسکای هاوک وبعد ان روی جنگنده105-fو F-4 نصب شد و در سال1992 از رده خارج و 88-agm جایگزین آن شد.

اشکارسازی موشک ضد تشعشع

چون در اکثر مواقع رادار ARM به صورت passive می باشد که مانند دیگر موشک‌های هوا به زمین است، بنابراین تشخیص اینکه این موشک از انواع ضد تشعشع می‌باشد یا خیر کار بسیار دشواری است و معمولا با چند راه اصلی قابل انجام است.

• از طریق اشکار سازی مسیر حرکت
• از طریق رادار های تصویر بردار و مقایسه ابعاد
• اشکار سازی مسیر حرکت

مسیر پروازی موشک‌ها

با توجه به کاربرد و برد پروازی انواع موشک‌ها دارای مسیر پروازی خاص خود می باشند. برای مثال مسیر پروازی یک موشک زمین به زمین بالستیک با مسیر پروازی یک موشک کروز متفاوت است. با توجه به تجهیزات کشور متخاصم ما باید یک بانک اطلاعاتی برای سامانه راداری خود تعریف کنیم که بعد از تشخیص موشک توسط رادار تحلیل مسیر حرکت آن به بانک اطالعاتی مراجعه کرده و بعد از یک مقایسه نوع موشک را اعم از ضد تشعشع یا غیر آن را مشخص می کند.

ویژگی اشکار سازی موشک ضد تشعشع

با توجه به اینکه موشک ضد تشعشع بعد از شلیک شدن توسط هواپیما مدتی در هوا می ماند. تا سیگنالی از رادار دریافت کرده و به سمت آن گالید کند، مسیر حرکتش با دیگر موشک ها که مستقیم به سمت رادار حرکت میکنند متفاوت می باشد.

اشکار سازی از طریق رادار تصویر بردار

در این روش بعد از تشخیص موشک توسط رادار، بلافاصله رادار تصویربردار عکس‌هایی از آن گرفته و بعد از مراجعه به بانک اطلاعاتی که در اختیار رادار قرار گرفته، می توان نوع موشک را از روی ابعاد و شکل ظاهری تشخیص داد.

راه‌های مقابله با موشک ضد تشعشع

• بهینه سازی پارامترهای مربوط به خود رادار
• استفاده از المان‌های خارجی وابسته

بهینه سازی پارامترهای مربوط به خود رادار

1. در بعد مکان با نازک کردن بیم رادار جهت اشکارسازی بهتر هدف
2. در بعد زمان با کنترل کردن زمان توان تشعشعی و خاموش و روشن کردن اضطراری دستگاه
3. در بعد فرکانس بهتراست ازپالسی با طول موج بزرگ و فرکانس کم استفاده شود
4. مقاوم کردن رادار در برابر جنگ الکترو نیک تا حد امکان
5. مجهز کردن رادار به یک بانک اطلاعاتی جهت تشخیص انواع موشک خصوصا موشک ضد تشعشع

استفاده از المان های خارجی وابسته

علاوه بر تقویت رادار راه‌های خارجی جهت حفاظت از رادار وجود دارد

1. سیستم هشدار دهنده
2. سیستم طعمه

سیستم هشدار دهنده

در این روش ما از یک رادار در کنار سامانه راداری خود استفاده می‌کنیم که کار اصلی آن آشکار سازی موشک‌های ضد تشعشع و پنهانکار است. در این روش به محض اینکه موشک ضد تشعشع توسط این رادار شناسایی شد خود به خود رادار اصلی خاموش شده و پرسنل رادار از وجود موشک مطلع می‌شوند.

سیستم طعمه

به دلیل اینکه در سیستم هشدار پرسنل رادار مجبور به خاموش کردن آن می‌شدند و رادار از انجام ماموریت خود باز می‌ماند لذا محققان بر آن شدند سیستمی برای مقابله با موشک ضد تشعشع طراحی کنند که ضمن ایمن نگهداشتن رادار در برابر موشک نیازی به خاموش کردن آن نباشد و این زمینه طراحی سیستم طعمه گردید.

در این مدل تعدادی فرستنده در کنار رادار اصلی قرار می‌دهیم که موجی شبیه رادار اصلی می‌فرستند که باعث اشتباه موشک ضد تشعشع در شناختن رادار اصلی می‌شود.

مشخصات سیستم طعمه

1. شباهت در شکل موج
2. توان ارسالی برابر رادار هدایت
3. انتن ان باید دارای گین بالا و بیم نازک باشد
4. نحوه چیدمان سیستم های طعمه