نگاهی گذرا بر انواع هدایت موشکی در جهان
هدایت پرندگان آهنی
عمید نمازیخواه
قدرت موشکی و به طبع ضدموشکی هر کشور را میتوان از قدرتمندترین بازوان نظامی آن کشور دانست. کمترین میزان تلفات جانی از مهمترین ابعاد و استراتژیهای جنگی است که فرماندهان نظامی همواره به این مسئله توجه خاصی دارند.
در همین راستا (کم شدن تلفات جانی) تسلیحاتی ساخته شدند که بدون بهرهگیری از هدایت مستقیم انسانی طی طریق کرده و خود را به اهداف مورد نظر برسانند. هواپیماهای بدون سرنشین (UAV) به عنوان نمونه بارز خصوصیات مذکور هستند و در کنار آنها موشک نیز به عنوان یک رکن اصلی نیروهای نظامی از این دستهاند که بدون خلبان و یا یک راهنما به صورت مستقیم به دنبال هدف میروند و به همین دلیل سیستمهای رهگیری و هدایت موشک از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و ما در این نوشتار قصد داریم تا چندین مبانی هدایت موشکی را به صورت مختصر شرح دهیم.
به طور کلی موشکها در طبقهبندیهای مختلفی به نسبت میزان برد، قدرت تخریب، چگونگی سامانه هدایت و یا چگونگی عملکرد تقسیم میشوند. در طبقهبندیها از باب دو قسمت نوع هدایت موشک و نوع سنسورها و رهیابها به هدایت موشکی میپردازیم.
این دو مبحث بسیار نزدیک به یکدیگر هستند ولی شناخت تفاوتهای آنها نیز بسیار مفید است. هدایت موشکی متأثر از متدی است که موشک اطلاعات را از مراکز هدایت دریافت کرده و سیر خود را تا هدف طی میکند.
در برخی از موشکها این فرمانها (فرمانهای هدایت) از داخل موشک و توسط یک میکروپروسسور که به عنوان Outopilot محسوب میشود صادر میشود و در گونههای دیگر فرمانهای هایت از طریق عوامل و دستگاههای خارجی به موشک ارسال میشود تا زمانی که هدف را منهدم سازد.
بسیاری از حسگرها مانند infrared، رادار و سیستم موقعیتیاب جهانی (Global Positioning System) بهترین کمکدهنده برای تشخیص داده است.
در برخی ازموشکها عملیات به سه بخش تقسیم میشود.
1- پرتاب 2- میانه راه 3- پایانه ((Terminal
در فاز اول که امنیت پرتاب مهم است و سامانههای رهیابی دخالت چندانی ندارند. در فاز دوم سامانههای هدایت مسیر صحیح را انتخاب میکنند و مهمترین بخش پایانه و یا لحظه برخورد است که مهمترین و حساسترین بخش هدایت محسوب میشود زیرا سرعت عملکرد و عکسالعملهای مانوری بسیار سریع باید انجام شود و با کوچکترین اشتباه عملیات با صحت انجام نخواهد شد.
دستگاه هدایت تعقیب امواج رادار (رادیویی) Beam Rider Guidance این سامانه در هدایتهایی زمین پایه یا در دریا پایه انجام میشود. طریقه هدایت بدینگونه است که یک پایگاه زمینی یا دریایی به عنوان رادار رهگیر عمل کرده و همواره هدف را تحت تعقیب دارد.
با توجه به دید راداری که توسط الکترو مغناطیس انجام میشود یا رهگیری هدف موشک پرتاب میشود و مسیر خود را با توجه به امواج رادار رهگیر در یک ستون پرتوی طی میکند. موشک از هنگامی که در این ستون پرتوی میافتد هدایت میشود و هرگاه از این ستون خارج شد سیستم هدایت موشک را به داخل ستون پرتوی بازمیگرداند تا زمان برخورد به هدف این مسأله همینگونه ادامه مییابد. برای ستون پرتوی دو محوطه را میتوان در نظر گرفت. اول محوطه Guidance Beam که حدود کلی هدایت است و دوم Tracking beam است که بسیار دقیقتر از محوطه اول با محدودیت بسیار کمتری ایجاد شده است.
این سامانه هدایت در موشکهای زمین به هوا استفاده میشود و متأسفانه برای هدفهایی که در بردهای بالا دیده میشوند دقت چندانی ندارد. این تکنیک در ناوهای آمریکایی و برای اولین بار در دهه 1950 استفاده شد.
هدایت فرماندهی Command Guidance
این شیوه هدایت شباهتهای بسیاری به سیستم هدایت تعقیب امواج رادار دارد. در این تکنیک یک رادار خارجی هدف را رهگیری میکند و حرکت موشک نیز توسط یک رادار دیگر (یا بعضاً همان رادار) به صورت جداگانه تعقیب میشود. اطلاعات راداری به یک کامپیوتر مخابره شده تا مکان انهدام مشخص میشود. موشکهایی که از این شیوه هدایت میشوند دارای ریسیورهای (گیرنده) سیگنال هستند تا چگونگی پیمایش در خط دید راداری توسط کامپیوتر را گرفته و طبق آن عمل کنند. موشکهای (SA-2)-Surface-to-air روسیه که علیه هواپیماهای آمریکایی در شمال ویتنام استفاده شدند از اینگونهاند.
تکنیک هدایت فرماندهی به طریق دیگری نیز عمل میشود و آن Wire Guided Systems است. این تکنیک بسیار در موشکهای ضدتانک مانند تاو استفاده میشود. تاو هم میتواند از یک وسیله نقلیه یا یک هلیکوپتر پرتاب شود و برخی از موشکهایی که دارای برد کوتاه هستند و از زیردریاییها شلیک میشوند از این تکنیک هدایت استفاده میکنند.
هدایت آشیانهیاب Homing Guidance
هدایت آشیانهیاب از رایجترین تکنیکهای استفاده شده در موشکهای رهگیر هوایی کنونی است. هدایت آشیانهیاب به سه شیوه انجام میشود.
1 ـ نیمه فعال 2 ـ فعال و 3 ـ منفعل
سیستم نیمه فعال: این تکنیک از نظر وجود یک منبع خارجی (رادار) برای تشخیص هدف شبیه هدایت فرماندهی است.
امواج انعکاسی از هدف به یک گیرنده سیگنال که در خود موشک تعبیه شده نمیرسد. تفاوت بین هدایت فرماندهی و نیمهفعال آشیانهیاب در وجود یک کامپیوتر در داخل موشک است. کامپیوتر امواج انعکاسی را مورد تحلیل قرار داده توسط رادار نیز تغذیه میشود و بهترین مسیر هدایت از طریق کامپیوتر تشخیص داده میشود.
هدایت نیمه فعال آشیانهیاب در موشکهای هوا به هوا استفاده میشود و نمونه بارز آن موشک sparrow است. این موشک توسط رادار رهگیر هواپیمایی که از آن پرتاب شده تغذیه میشود.
یکی از طرق دیگر هدایت نیمه فعال آشیانهیاب از طریق هدایت لیزری انجام میشود مانند موشکهای سری Paveway که با استفاده از لیزری که از یک منبع خارجی ساتع میشود حال میتواند هواپیما یا حتی یک مرکز زمینی باشد مسیر خود را تشخیص میدهد.
هدایت فعال آشیانهیاب Active Homing Guidance این تکنیک مانند نیمه فعال است و تنها با تفاوت عدم وجود یک منبع خارجی مانند رادار هدایت میشود. سامانه رهگیر و گیرنده سیگنال در خود موشک تعبیه شده است. به همین دلیل به این نوع موشکها لقب Fire – and – forget میگویند زیرا دیگر هواپیمایی که آن را شلیک میکند احتیاجی به تعقیب و یا تغذیه راداری آن ندارد.
چندین جستجوگر و رهیاب در خود موشک قرار دارند مانند موشکهای AMRAAM آمریکا و یا Exocet(ضدکشتی) فرانسوی از اینگونهاند.
هدایت منفعل آشیانهیاب Passive Homing Guidance این شیوه هدایت مانند هدایت فعال است و مستقل از یک منبع (Source) خارجی عمل میکند. موشکهایی که در سیستم منفعل عمل میکنند دارای جستجوگرها و حسگرهای خاصی هستند که هر کدام با توجه به حساسیتشان هدف را مورد تعقیب قرار میدهند.
امواج منعکس شده از هدف در گونههای متفاوتی ساتع میشود. به عنوان مثال سنسورهای حساس به اشعه مادون قرمز مانند موشکهای Sidewinder، با تشخیص امواج حرارتی هدف را دنبال میکنند. موشکهای ضدتشعشع مانند Harm با رهگیری امواج رادیویی که از یک پایگاه زمینی ایجاد میشود هدف را مورد اصابت قرار میدهد.
گونه دیگری از این نوع موشکها از طریق ناوبری و مسافتیابی صوتی (Sonar)، صدای ایجاد شده توسط موتور کشتیها را ردیابی کرده و آنها تعقیب میکنند. گروهی دیگر نیز با استفاده از سنسورهای الکترو ـ اپتیکی مانند موشک Maverick و براساس عکس هدف را شناسایی و منهدم میسازد.
هدایت باز انتقالی آشیانهیاب یکی از نمونههای غیرمعمول هدایت آشیانهیاب است. در این تکنیک که بسیار شبیه هدایت فرماندهی است ولی با یک تفاوت آشکار، هدف توسط یک رادار خارجی رهگیری میشود ولی بازتاب امواج راداری را خود موشک دریافت میکنند نه رادار خارجی مانند شیوه نیمه فعال. اگرچه در موشک کامپیوتری برای دادهپردازی سیگنالها وجود ندارد به همین دلیل موشک پس از دریافت سیگنالها، آنها را سریعاً به مرکز هدایت (که یک پایگاه زمینی یا دریایی است) ارسال میکنند و کامپیوترها در مرکز هدایت بعد از پراسس کردن یا دادهپردازی اطلاعات مجدداً Trajectoryموشک را مشخص میکنند.
این شیوه هدایت (Track Via Missle) با نام مخفف TVM نیز شناخته میشود و این لقب به این دلیل است که موشک در واقع یک واسط اطلاعاتی بین مرکز فرماندهی و رادار خارجی است.
یکی از مسائل با اهمیت در این شیوه هدایت به جا ماندن سختافزارها و سنسورهایی است که در سیستمهای دیگر در خود موشک قرار دارد و با یک شلیک آنها نیز از بین میروند ولی در این شیوه دیگر سختافزارها و سنسورها در مراکز زمینی هستند و آسیب نمیبینند.
در شیوه هدایت باز انتقالی آشیانهیاب باید سرعت مخابره سیگنالها بسیار بالا باشد و ایستگاه کنترل و رادار باید از مدرنترین و پیشرفتهترین نوع باشند. به دلیل لزوم سرعت مخابره بالا این شیوه هدایت در موشکهایی با برد کوتاه استفاده میشود. نمونه این شیوه هدایت در موشکهای سطح به هوای پاتریوت دیده میشود.
هدایت ناوبری Navigation Guidance
این نمونه هدایت دارای چند زیر گروه است مانند هدایت اینرسیایی، هدایت بردی، Celestialو هدایت ژئوفیزیکی .
هدایت ناوبری اینرسیایی Inertial Navigation Guidnace
موشکها در این شیوه با دستگاههایی تجهیز میشوند و آن حسگرها حرکت و شتاب موشک را در جهات مختلف مورد تحلیل قرار میدهند. این دستگاهها ژیروکستو یا شتابسنجها هستند.
عملکرد این موشکها بدین صورت است که ژیروسکوپ میزان چرخش زاویهای را اندازهگیری میکند. چندین مدل مختلف ژیروسکوپ وجود دارد که هر کدام یک هدف و طریق عملکرد گوناگونی دارند.
بیشتر ژیروسکوپهای کنونی لیزری و یا fiber optic هستند. در حال حاضر ژیروسکوپهای پیشرفتهتری نیز وجود دارد به نام سیستمهای میکرو الکترومکنیکال که بسیار کوچک و گرانقیمتند.
هنگامی که ژپروسکوپ میزان حرکت زاویهای را اندازهگیری میکند، شتابسنجها نیز حرکت در سه بردار اصلی را مشخص میکنند. تغییرات در جهتها برای دادهپردازی به سیگنالهایی تبدیل میشوند و این سیگنالها به کامپیوتر مرکزی که میتواند در موشک یا هواپیما یا مستقر در زمین باشد فرستاده میشود. ادغام این اطلاعات ژیروسکوپ و شتابسنج را سیستم ناوبری اینرسیایی (INS) میگویند.
سیستم ناوبری اینرسیایی از دو دستگاه برای تشخیص چگونگی حرکت استفاده میکند و پس از دادهپردازی کامپیوتر مسیر صحیح و حتی موقعیت و زمان برخورد را به موشک ابلاغ میکند.
هدایت ناوبری اینرسیایی در بسیاری از مصنوعات هوافضایی از قبیل تسلیحات، هواپیماهای نظامی، هواپیماهای تجاری و حتی فضاپیماها استفاده میشود. بسیاری از موشکها، از این شیوه هدایت در فاز دوم (midcourse) استفاده میکنند مانند موشکهای AMRAAM، طوفان، سایه، Metero و تاماهاوک
هدایت ناوبری مسافتسنجی Ranging Navigation برخلاف هدایت ناوبری اینرسیایی که یک دستگاه در داخل موشک تعبیه شده است در شیوه هدایت ناوبری مسافتی یک عامل خارجی مسئول تهیه سیگنالهای هدایت است. در ابتداییترین شیوههای هدایت ناوبری مسافتی از فرستندههای ترابری یا بازتابنده راداری یا تقویت علائم برای کمک به مکانیابی اشیاء روی زمین (beacon) استفاده میشد. beaconها وظیفه ارسال و دریافت امواج رادیویی هواپیمای تجاری را در زمان پرواز دارند و در برخی مواقع نیز وظیفه تقویت امواج را دارند. ولی به تازگی با پیدایش سیستم موقعیتیاب جهانی (GPS)، سطح گستردهای از هدایتهای نظامی و غیرنظامی تحت پوشش این سیستم قرار گرفتهاند.
در سامانهGPS ، 24 ماهواره در نقاط مختلف مدار سینکرون قرار دارند و تقریباً تمامی کره زمین را تحت پوشش امواجی دارند. (البته احتمالاً این تعداد به 28 یا 32 برسد). اگر یک گیرنده در سطح زمین با 4 ماهواره در سیستم GPS ارتباط داشته باشد میتواند مکانش را با خطای میلیمتری درک کند. موشکهایی مانند JSOWو JDAM گروه از بمبهای هدایتشونده هستند که از سیستم GPS استفاده میکنند.
راهنمای فضایی
یکی از ابتداییترین شیوههای هدایت است که اکثراً در کشتیهای جستجوگر دریایی مانند کریستوفر کلمبز استفاده میشود. این شیوه هدایت وابسته به موقعیت ستارگان است و با توجه به وضعیت آنها مکان حدودی مشخص میشود و به همین خاطر در شب کارایی دارد. استفاده از این شیوه هدایت در موشکها بسیار سخت است ولی در موشکهای بالستیک تاکنون به کرات استفاده شده مانند موشک بالستیک Poseidon.
در این شیوه، موشک با توجه به عکسی که در حافظه خود دارد وضعیت کنونی را تشخیص میدهد و مسیر خود را مشخص میکند.
نظرات بینندگان
پربیننده ترین
ارسال خبرنامه
برای عضویت در خبرنامه سایت ایمیل خود را وارد نمایید.
