Πώς λειτουργούν οι κατευθυνόμενοι πύραυλοι;
Οι κατευθυνόμενοι πύραυλοι λειτουργούν παρακολουθώντας τη θέση του κινούμενου στόχου στο διάστημα με ορισμένες μεθόδους (π.χ. χρησιμοποιώντας ραντάρ ή ακολουθώντας τη θερμική υπογραφή του), κυνηγώντας τον και στη συνέχεια χτυπώντας τον με ακρίβεια. Τα κατευθυνόμενα συστήματα σε πυραύλους μπορεί να είναι διαφόρων τύπων, τα οποία εξυπηρετούν διαφορετικούς επιχειρησιακούς σκοπούς.
Οι κατευθυνόμενοι πύραυλοι λειτουργούν παρακολουθώντας τη θέση του κινούμενου στόχου στο διάστημα με ορισμένες μεθόδους (π.χ. χρησιμοποιώντας ραντάρ ή ακολουθώντας τη θερμική υπογραφή του), κυνηγώντας τον και στη συνέχεια χτυπώντας τον με ακρίβεια. Τα κατευθυνόμενα συστήματα σε πυραύλους μπορεί να είναι διαφόρων τύπων, τα οποία εξυπηρετούν διαφορετικούς επιχειρησιακούς σκοπούς.
Οι πύραυλοι υπάρχουν εδώ και αρκετό καιρό. Στην πραγματικότητα, οι άνθρωποι χρησιμοποιούν πυραύλους –σε διάφορες μορφές– εδώ και αιώνες. Ωστόσο, όπως συμβαίνει με όλα τα άλλα, η τεχνολογία των πυραύλων έχει επίσης βελτιωθεί δραματικά τον περασμένο αιώνα. Στα σημερινά πεδία μάχης υψηλής τεχνολογίας, έχουμε κατευθυνόμενους πυραύλους γεμάτους με εκρηκτικές κεφαλές που έχουν γίνει το καταστροφικό όπλο επιλογής για την καταστροφή στόχων γρήγορα και με εκπληκτική ακρίβεια.
Σε αυτό το άρθρο, θα εξηγήσουμε πώς λειτουργούν οι κατευθυνόμενοι πύραυλοι και πώς ακολουθούν κινούμενους στόχους σε μη ευθείες τροχιές για να τους χτυπήσουν με απίστευτη ακρίβεια.
Σύστημα καθοδήγησης πυραύλων
Ένας πύραυλος (που χρησιμοποιείται για σκοπούς πολέμου) είναι βασικά μια ιπτάμενη βόμβα που χτυπά τον στόχο του με απίστευτη ακρίβεια. Παλαιότερα, οι δορυφόροι ήταν απλώς μεγαλύτερες και πιο ισχυρές εκδόσεις κανονικών σφαιρών. ακολούθησαν μια σχετικά ευθεία τροχιά για να χτυπήσουν τον στόχο τους, δηλαδή δεν είχαν σύστημα που θα μπορούσε να τους «καθοδηγήσει». Ωστόσο, χάρη στην τεχνολογική ανάπτυξη, υπάρχουν πλέον ειδικά συστήματα καθοδήγησης σε πυραύλους που τους κάνουν να «επιδιώκουν» τον επιλεγμένο στόχο τους μέχρι να επιτευχθεί ένα χτύπημα.
Τα συστήματα καθοδήγησης αποτελούνται κυρίως από τρία μέρη:πλοήγηση (για την παρακολούθηση της τρέχουσας θέσης του πυραύλου), καθοδήγηση (για την κατεύθυνση του πυραύλου προς τον στόχο χρησιμοποιώντας δεδομένα πλοήγησης και πληροφορίες στόχων) και έλεγχος (για την εφαρμογή εντολών καθοδήγησης στο βλήμα).
Ένας πύραυλος αέρος-αέρος εκτοξεύεται από αεροσκάφος (Πηγή εικόνας:Wikipedia.org)
Σύμφωνα με το «προφίλ» του στόχου, τα συστήματα καθοδήγησης μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο τύπους:Go-Onto-Location-in-Space (GOLIS) και Go-Onto-Target (GOT) . Ενώ τα συστήματα GOLIS συνήθως περιορίζονται σε σταθερούς ή σχεδόν ακίνητους στόχους, τα συστήματα GOT αποδεικνύονται εξαιρετικά αποτελεσματικά για την κατάρριψη τόσο σταθερών όσο και κινούμενων στόχων.
Τώρα, ας ρίξουμε μια ματιά στα κύρια συστήματα που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος για την εφαρμογή διαφόρων κανόνων ελέγχου καθοδήγησης σε πυραύλους.
Σύστημα οπτικής επαφής
Συνήθως αναφέρεται ως σύστημα LOS, αυτός ο τύπος συστήματος ελέγχου αποτελείται από τρία στοιχεία:ένα σημείο αναφοράς (συνήθως σταθμός ραντάρ), έναν πύραυλο και έναν στόχο. Ο τρόπος λειτουργίας του είναι επίσης μάλλον απλός:ο σταθμός ραντάρ παρακολουθεί τον στόχο συνεχώς (ανεξάρτητα από το αν κινείται ή όχι) και εκπέμπει μια δέσμη που οδηγεί στον στόχο. Εάν ο πύραυλος έχει αρκετό καύσιμο για να φτάσει στο στόχο, διατηρεί μια αξιοπρεπή σχετική ταχύτητα και παραμένει στη δέσμη, τότε θα κάνει το χτύπημα.
Περιορισμοί
Ο πιο εντυπωσιακός περιορισμός των συστημάτων LOS είναι ότι σχεδόν αχρηστεύονται σε καταστάσεις όπου ο στόχος χρησιμοποιεί ελιγμούς αποφυγής. Δεδομένου ότι οι περισσότεροι αερομεταφερόμενοι στόχοι που εμπλέκονται σε στρατιωτικές επιχειρήσεις (όπως τα μαχητικά αεροσκάφη) είναι μάλλον καλοί στην αναρρίχηση και την γρήγορη κατάδυση, η αποφυγή πυραύλων LOS είναι αρκετά εύκολη γι' αυτούς. Επίσης, δεν θα θέλατε να χρησιμοποιήσετε έναν πύραυλο LOS για να χτυπήσετε έναν στόχο που πλησιάζει απευθείας το σημείο αναφοράς, καθώς είναι εκτός επιχειρησιακής ικανότητας να κάνουν όλο και πιο σφιχτές στροφές για να παραμείνουν στο στόχο.
Σύστημα καταδίωξης
Όπως υποδηλώνει το όνομα, ο εκτοξευμένος πύραυλος σε αυτό το σύστημα παραμένει αυτόματα στο στόχο και συνεχίζει να τον καταδιώκει μέχρι να κάνει το χτύπημα. Σε αντίθεση με το σύστημα LOS, αυτό το σύστημα καθοδήγησης περιλαμβάνει μόνο δύο παίκτες:τον πύραυλο και τον στόχο. Αυτό το σύστημα έχει επίσης δύο παραλλαγές, συγκεκριμένα το Altitude Pursuit (AP) και το Velocity Pursuit (VP).
Στο AP, ο άξονας του πυραύλου διατηρείται στραμμένος προς τον στόχο, ενώ στο VP, το διάνυσμα ταχύτητας του πυραύλου διατηρείται στραμμένο προς τον στόχο. Αυτοί οι δύο άξονες, δηλαδή ο άξονας του βλήματος και η γωνία προσβολής του, συνήθως δεν είναι ίδιοι, καθώς ο πύραυλος μερικές φορές γλιστρά καθώς πετάει στον αέρα.
Πύραυλοι που αναζητούν θερμότητα
Στην κεφαλή του πυραύλου είναι εγκατεστημένος κάποιος τύπος συστήματος παρακολούθησης, όπως ένα σύστημα ραντάρ (μια ενεργή τεχνική καταγωγής) που λαμβάνει εκπομπές από τον στόχο ή ένας υπέρυθρος οπτικός αισθητήρας που παρακολουθεί και επιδιώκει την υπογραφή θερμότητας του στόχου (ο αισθητήρας υπερύθρων στις ράγες του πυραύλου η θερμότητα που εκπέμπεται από τις εξατμίσεις αεριωθουμένων). Το τελευταίο σύστημα ονομάζεται υπέρυθρη οικοδόμηση (μια τεχνική παθητικής εστίασης). έχετε σχεδόν σίγουρα δει την εφαρμογή τέτοιων συστημάτων σεβλήματα που αναζητούν θερμότητα σε ταινίες.
Εδώ είναι μια σκηνή καταδίωξης πυραύλων από το Behind Enemy Lines (2001) .
Αυτό το σύστημα λειτουργεί αρκετά αποτελεσματικά σε σενάρια πραγματικής ζωής, καθιστώντας το ένα από τα πιο δημοφιλή συστήματα καθοδήγησης που χρησιμοποιούνται σε πυραύλους σε όλο τον κόσμο. Είναι αρκετά ενδιαφέρον ότι οι πύραυλοι που χρησιμοποιούν αυτό το σύστημα καθοδήγησης συχνά εύστοχα αναφέρονται ως πύραυλοι πυρκαγιάς και ξεχάστε . Μερικοί τέτοιοι πύραυλοι περιλαμβάνουν τον FGM-148 Javelin των ΗΠΑ, τον Brimstone της RAF, τον ρωσικό V-750 VM, τους πύραυλους Nag και Astra της Ινδίας και πολλούς άλλους.
Ο πύραυλος NAG της Ινδίας (Πηγή εικόνας:Wikipedia.org)
Περιορισμοί
Αν και το καθαρό σύστημα καταδίωξης είναι αρκετά αποτελεσματικό, έχει τους περιορισμούς του. Για παράδειγμα, ένας πύραυλος που βασίζεται στη μετάδοση του ραντάρ του κινούμενου στόχου καθίσταται άχρηστος εάν ο στόχος, ας πούμε ένα μαχητικό αεροσκάφος, έχει αναπτύξει αντίμετρα (όπως φύρα ή γωνιακούς ανακλαστήρες) που παρεμποδίζουν τη λειτουργία του ραντάρ του πυραύλου διαποτίζοντας τον με ψευδείς πληροφορίες σχετικά με τη θέση του.
Οι πύραυλοι που αναζητούν θερμότητα χάνουν επίσης την επιχειρησιακή τους χρησιμότητα εάν το «προφίλ» των πιθανών στόχων δεν είναι εκ των προτέρων γνωστό. Επιπλέον, διατρέχετε τεράστιο κίνδυνο να πληγώσετε φιλικούς και αμάχους όταν εκτοξεύετε έναν πύραυλο που αναζητά θερμότητα σε μάχη χαμηλής έντασης σε μια κατοικημένη περιοχή, καθώς μπορεί να χάσει και να χτυπήσει έναν ακούσιο στόχο. Η έλλειψη ενός «άνθρωπου στο βρόχο» σε τέτοια συστήματα τα κάνει επιρρεπή στο να βλάψουν αθώα ή μη εμπλεκόμενα τρίτα μέρη.
Αναλογική πλοήγηση
Η αναλογική πλοήγηση είναι ένας νόμος καθοδήγησης που βασίζεται στο γεγονός ότι δύο αντικείμενα είναι βέβαιο ότι θα συγκρουστούν εάν η άμεση οπτική τους γραμμή δεν αλλάξει καθώς κλείνει η εμβέλεια. Για να το κατανοήσετε αυτό, εξετάστε το παράδειγμα δύο αυτοκινήτων που πλησιάζουν το ίδιο σημείο από δύο διαφορετικές κατευθύνσεις.
Εάν η σχετική ταχύτητα αυτών των δύο αυτοκινήτων παραμένει σταθερή καθώς κινούνται προς το ίδιο σημείο (από τεχνική άποψη, η γωνία έδρασης μεταξύ αυτών των δύο αυτοκινήτων δεν αλλάζει με την πάροδο του χρόνου καθώς πλησιάζουν), τότε βρίσκονται σε τροχιά σύγκρουσης και ως εκ τούτου δεσμεύονται να συγκρουστούν.
Σε ένα αναλογικό σύστημα πλοήγησης, ο πύραυλος παραμένει σε τροχιά με σταθερή γωνία ρουλεμάν ως προς τον στόχο. Σε αντίθεση με το σύστημα καθοδήγησης καταδίωξης, τέτοιοι πύραυλοι δεν επιδιώκουν τον στόχο. απλώς συνεχίζουν να κινούνται σε μια προσεκτικά υπολογισμένη κατεύθυνση (διατηρώντας τη γωνία μεταξύ τους και του κινούμενου στόχου, ας πούμε, ενός αεροσκάφους, αμετάβλητη) με σταθερή ταχύτητα για να συντρίψουν τελικά τον στόχο.
Περιορισμοί
Ένας από τους περιορισμούς ενός βασικού συστήματος αναλογικής πλοήγησης είναι η αδυναμία του να αντιμετωπίσει έναν επιταχυνόμενο στόχο, δηλαδή έναν στόχο που δεν κινείται με σταθερή ταχύτητα. Ένα τέτοιο σύστημα είναι επίσης πολύ επιρρεπές σε θόρυβο αισθητήρα. Προκειμένου να αντιμετωπιστούν αυτά τα λειτουργικά ζητήματα, χρησιμοποιούνται διάφορες βελτιωμένες εκδόσεις του βασικού συστήματος αναλογικής πλοήγησης. Αυτά είναι γνωστά ως συστήματα καθοδήγησης Augmented Proportional Navigation (APN). Το AIM-9 Sidewinder, ένας πύραυλος αέρος-αέρος μικρού βεληνεκούς, χρησιμοποιεί ένα αναλογικό σύστημα πλοήγησης.
Όπως είδατε, όλες οι παραλλαγές πυραύλων έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και περιορισμούς. Το ποιοι πύραυλοι θα χρησιμοποιηθούν τελικά στα πεδία των μαχών εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως ο τύπος του στόχου, η ένταση της μάχης, τα γεωγραφικά χαρακτηριστικά και άλλες πρακτικές πτυχές για την εξασφάλιση ισχυρής πρόσκρουσης με μέγιστη ακρίβεια.
