Войти
Управляемая бомба поражает учебную цель Ракетное наведение относится к различным методам наведения ракета или управляемая бомба по намеченной цели. Точность цели ракеты является решающим фактором ее эффективности. Системы наведения повышают точность ракеты за счет повышения ее вероятности наведения (Pg).
Эти технологии наведения обычно можно разделить на несколько категорий, причем самыми широкими категориями являются «активное», «пассивное» и «предустановленное» наведение. Ракеты и управляемые бомбы обычно используют схожие типы систем наведения, разница между ними заключается в том, что ракеты приводятся в действие бортовым двигателем, тогда как управляемые бомбы зависят от скорости и высоты запускаемого самолета для движения.
Концепция наведения ракеты возникла, по крайней мере, еще Первая мировая война с идеей дистанционного наведения авиационной бомбы на цель.
Во время Второй мировой войны управляемые ракеты были впервые разработаны в рамках немецкой программы V-weapon. Project Pigeon был американским бихевиористом Б.Ф. Скиннер попытался разработать ракету, управляемую голубем.
Первой баллистической ракетой США с высокоточной инерциальной системой наведения была ракета малого радиуса действия Редстоун.
Системы наведения делятся на разные категории в соответствии с предназначены ли они для атаки неподвижных или движущихся целей. Оружие можно разделить на две широкие категории: системы наведения на цель (GOT) и наведения в космосе (GOLIS). Ракета GOT может нацеливаться как на движущуюся, так и на неподвижную цель, тогда как оружие GOLIS ограничено неподвижной или почти неподвижной целью. Траектория полета ракеты при атаке движущейся цели зависит от движения цели. Также движущаяся цель может представлять непосредственную угрозу для отправителя ракеты. Цель должна быть устранена своевременно, чтобы сохранить целостность отправителя. В системах GOLIS проблема проще, потому что цель не движется.
В каждой системе слежения за целью есть три подсистемы:
То, как эти три подсистемы распределены между ракетой и пусковой установкой, можно разделить на две разные категории:
Эти системы наведения обычно требуют использование радаров и радио или проводной связи между пунктом управления и ракетой; Другими словами, траектория управляется информацией, передаваемой по радио или по проводу (см. Ракета с проводным наведением ). Эти системы включают:
Система CLOS использует только угловые координаты между ракетой и целью для обеспечения столкновения. Ракета должна находиться в прямой видимости между пусковой установкой и целью (LOS), и любое отклонение ракеты от этой линии корректируется. Поскольку очень много типов ракет используют эту систему наведения, они обычно подразделяются на четыре группы: особый тип командного наведения и навигации, при котором ракете всегда приказывают находиться на линии прямой видимости (LOS) между устройством слежения и самолетом. известен как команда на линию прямой видимости (CLOS) или трехточечное наведение. То есть ракетой управляют так, чтобы она оставалась как можно ближе к цели в зоне прямой видимости после того, как захват ракеты используется для передачи сигналов наведения от наземного контроллера к ракете. Более конкретно, если принять во внимание ускорение луча и добавить к номинальному ускорению, генерируемому уравнениями луч-наездника, то получится наведение CLOS. Таким образом, команда ускорения наездника луча модифицируется, чтобы включить дополнительный член. Таким образом, характеристики перемещения балки, описанные выше, можно значительно улучшить за счет учета движения балки. Система наведения CLOS используется в основном в системах ПВО ближнего действия и противотанковых системах.
Как сопровождение цели, так и сопровождение и управление ракетами выполняются вручную. Оператор наблюдает за полетом ракеты и использует систему сигнализации, чтобы дать команду ракете вернуться на прямую линию между оператором и целью («линия прямой видимости»). Обычно это полезно только для более медленных целей, где не требуется значительного «опережения». MCLOS - это подтип систем, управляемых командами. В случае применения планирующих бомб или ракет по кораблям или сверхзвуковых Wasserfall по тихоходным бомбардировщикам B-17 Flying Fortress эта система работала, но с увеличением скорости MCLOS быстро становился бесполезным для большинство ролей.
Сопровождение цели осуществляется автоматически, а слежение за ракетой и управление ею - вручную.
Сопровождение цели осуществляется вручную, но слежение за ракетой и управление ею осуществляется автоматически. Он похож на MCLOS, но некоторые автоматические системы позиционируют ракету в зоне прямой видимости, а оператор просто отслеживает цель. SACLOS имеет то преимущество, что позволяет ракете запускаться из положения, невидимого для пользователя, а также, как правило, значительно проще в эксплуатации. Это наиболее распространенная форма наведения против наземных целей, таких как танки и бункеры.
Слежение за целями, слежение за ракетами и управление им осуществляется автоматически.
Эта система наведения была одной из первых, которые использовались и до сих пор используются, в основном в зенитных ракетах. В этой системе трекер цели и ракетный трекер могут быть ориентированы в разных направлениях. Система наведения обеспечивает перехват цели ракетой, размещая обе цели в космосе. Это означает, что они не будут полагаться на угловые координаты, как в системах CLOS. Им понадобится другая координата - расстояние. Для этого должны быть активны и цели, и ракетные трекеры. Они всегда автоматические, и радар использовался как единственный датчик в этих системах. SM-2MR Standard управляется по инерции во время промежуточного этапа, но ему помогает система COLOS через радиолокационную связь, обеспечиваемую радаром AN / SPY-1, установленным на стартовой платформе.
LOSBR использует какой-то «луч», обычно радио, радар или лазер, который направлен на цель, а детекторы на задней части ракеты удерживают ее в центре луча. Системы управления лучом часто бывают SACLOS, но это не обязательно; в других системах луч является частью автоматизированной радиолокационной системы слежения. В качестве примера можно привести более поздние версии ракеты RIM-8 Talos, которая использовалась во Вьетнаме - луч радара использовался для выведения ракеты на большой дуговой полет, а затем постепенно сбивал в вертикальной плоскости самолет-цель, тем более точное наведение SARH используется в последний момент для фактического удара. Это давало вражескому пилоту наименьшее возможное предупреждение о том, что его самолет освещается радаром наведения ракет, а не поисковым радаром. Это важное различие, так как характер сигнала различается, и он используется в качестве подсказки для уклонения.
LOSBR страдает от присущей ему неточности с увеличением дальности по мере расширения луча. Наездники с лазерным лучом более точны в этом отношении, но все они работают на коротком расстоянии, и даже лазер может быть поврежден из-за плохой погоды. С другой стороны, SARH становится более точным с уменьшением расстояния до цели, поэтому две системы дополняют друг друга.
Пропорциональная навигация (также известная как "PN" или "Pro-Nav") - это закон наведения (аналог пропорционального управления ), используемый в той или иной форме большинством самонаводящихся воздушных целей ракет. Он основан на том факте, что два объекта находятся на курсе столкновения, когда направление их прямой прямой видимости не меняется. PN требует, чтобы вектор скорости ракеты вращался со скоростью, пропорциональной скорости вращения линии визирования (скорость прямой видимости или LOS-скорость) и в том же направлении.
Активное самонаведение использует радиолокационную систему на ракете для подачи сигнала наведения. Обычно электроника в ракете направляет радар прямо на цель, а затем ракета смотрит на этот «угол» своей центральной линии, чтобы направить себя. Разрешение радара зависит от размера антенны, поэтому в меньшей ракете эти системы полезны для атаки только крупных целей, например, кораблей или больших бомбардировщиков. Активные радиолокационные системы по-прежнему широко используются в противокорабельных ракетах, а также в ракетных системах класса «воздух-воздух» «выстрелил и забыл », таких как AIM-120 AMRAAM и Р-77.
Полуактивные системы самонаведения объединяют пассивный радиолокационный приемник на ракете с отдельным радаром наведения, который «освещает» цель. Поскольку ракета обычно запускается после того, как цель была обнаружена с помощью мощной радиолокационной системы, имеет смысл использовать эту же радиолокационную систему для отслеживания цели, что позволяет избежать проблем с разрешением или мощностью и снизить вес ракеты. Полуактивное радиолокационное самонаведение (SARH) на сегодняшний день является наиболее распространенным решением «всепогодного» наведения для зенитных систем, как наземного, так и воздушного базирования.
У него есть недостаток для систем воздушного пуска: самолет-носитель должен продолжать движение к цели, чтобы поддерживать радар и блокировку наведения. Это может привести к тому, что самолет окажется в пределах досягаемости ракетных систем с инфракрасным (инфракрасным) наведением меньшей дальности. Сейчас важно учитывать, что «всесторонние» ИК-ракеты способны «убивать» с головы до ног, чего не было на заре создания управляемых ракет. Для кораблей и мобильных или стационарных наземных систем это не имеет значения, поскольку скорость (а часто и размер) пусковой платформы исключает «убегание» от цели или расширение дальности, чтобы атака противника не удалась.
SALH похож на SARH, но использует лазер в качестве сигнала. Другое отличие состоит в том, что в большинстве вооружений с лазерным наведением используются установленные на турели лазерные целеуказатели, которые повышают способность запускающего самолета маневрировать после запуска. Степень маневрирования, которую может совершить управляющий самолет, зависит от поля обзора башни и способности системы сохранять синхронизацию во время маневрирования. Поскольку большинство авиационных боеприпасов с лазерным наведением применяется против надводных целей, целеуказатель, обеспечивающий наведение ракеты, не обязательно должен быть самолетом-пускателем; Обозначение может быть предоставлено другим самолетом или полностью отдельным источником (часто наземные войска оснащены соответствующим лазерным целеуказателем).
Инфракрасное самонаведение - это пассивная система, которая учитывает тепло, выделяемое целью. Обычно используется в качестве противовоздушной системы для отслеживания нагрева реактивных двигателей, а также с некоторым успехом используется в качестве противотранспортного средства. Это средство наведения иногда также называют «тепловым поиском».
Искатели контраста используют телекамеру, обычно черно-белую, для изображения поля зрения перед ракетой., который предоставляется оператору. При запуске электроника в ракете ищет точку на изображении, где контраст меняется быстрее всего, как по вертикали, так и по горизонтали, а затем пытается удержать это место в постоянном месте в поле зрения. Искатели контраста использовались для ракет "воздух-земля", в том числе AGM-65 Maverick, поскольку большинство наземных целей можно различить только визуально. Однако они полагаются на сильные изменения контраста для отслеживания, и даже традиционный камуфляж может сделать их неспособными «зафиксироваться».
Самонаведение с повторной передачей, также называемое «отслеживание через ракету » или «TVM», представляет собой гибрид между командным наведением, полуактивное радиолокационное наведение и активное радиолокационное наведение. Ракета улавливает излучение, передаваемое радаром слежения, который отражается от цели, и передает его на станцию слежения, которая передает команды обратно на ракету.
Израильские ракеты Arrow 3 используют стабилизированный самонаводитель для полушарийного прикрытия. Измеряя прямую видимость искателя относительно движения транспортного средства, они используют пропорциональную навигацию, чтобы изменить свой курс и точно выровняться с траекторией полета цели. Что угодно. Механизм, используемый в системе наведения «перейти к определению местоположения в космосе», заключается в том, что он должен содержать предустановленную информацию о цели. Основная характеристика этих систем - отсутствие целеуказателя. Компьютер наведения и ракетный трекер расположены в ракете. Отсутствие отслеживания цели в GOLIS обязательно подразумевает навигационное наведение.
Навигационное наведение - это любой тип наведения, выполняемый системой без средства отслеживания цели. Два других блока находятся на борту ракеты. Эти системы также известны как автономные системы наведения; однако они не всегда полностью автономны из-за используемых ракетных трекеров. Они подразделяются по функциям ракетного трекера следующим образом:
Предустановленное наведение - это самый простой тип наведения ракеты. По дальности и направлению до цели определяется траектория полета. Перед выстрелом эта информация запрограммирована в систему наведения ракеты, которая во время полета маневрирует, чтобы ракета следовала по этому пути. Все компоненты наведения (включая датчики, такие как акселерометры или гироскопы ) содержатся внутри ракеты, и никакая внешняя информация (например, радиоинструкции) не используется. Примером ракеты, использующей предустановленное наведение, является ракета Фау-2.
Проверка системы наведения ракеты MM III В инерционном наведении используются чувствительные измерительные устройства для расчета местоположения ракеты из-за ускорение после выхода из известного положения. Ранние механические системы были не очень точными и требовали какой-то внешней регулировки, чтобы позволить им поражать цели даже размером с город. В современных системах используются твердотельные кольцевые лазерные гироскопы, которые имеют точность до нескольких метров на дальностях до 10 000 км и больше не требуют дополнительных входов. Кульминацией развития гироскопа стала установка AIRS на ракете MX, обеспечивающая точность менее 100 м на межконтинентальных дистанциях. Многие гражданские самолеты используют инерциальное наведение с помощью кольцевого лазерного гироскопа, который менее точен, чем механические системы межконтинентальных баллистических ракет, но обеспечивает недорогие средства для достижения довольно точного определения местоположения (когда большинство авиалайнеров, таких как Boeing 707 и 747, были спроектированы, GPS не был широко доступным средством отслеживания, как сегодня). Сегодня управляемое оружие может использовать комбинацию ИНС, GPS и радиолокационного картографирования местности для достижения чрезвычайно высокого уровня точности, такого как в современных крылатых ракетах.
Инерциальное наведение является наиболее предпочтительным для начального наведения и повторного входа транспортных средств. стратегическая ракета, потому что не имеет внешнего сигнала и не может быть заблокирована. Кроме того, относительно низкая точность этого метода наведения менее важна для больших ядерных боеголовок.
Астроинерциальное наведение - это слияние датчиков - слияние информации из инерциального наведения и астрономическая навигация. Обычно используется на баллистических ракетах подводных лодок. В отличие от межконтинентальных баллистических ракет шахтного базирования , точка пуска которых не перемещается и, таким образом, может служить ориентиром, БРПЛ запускаются с движущихся подводных лодок, что усложняет необходимые навигационные расчеты и увеличивает вероятна круговая ошибка. Это звездно-инерционное наведение используется для исправления небольших ошибок положения и скорости, которые возникают из-за неопределенностей условий запуска из-за ошибок в системе навигации подводной лодки и ошибок, которые могли накопиться в системе наведения во время полета из-за несовершенной калибровки прибора.
ВВС США искали систему точной навигации для поддержания точности маршрута и сопровождения целей на очень высоких скоростях. Отдел разработки электроники Northrop разработал астроинерциальную навигационную систему (ANS), который может исправить ошибки инерциальной навигации с помощью астрономических наблюдений, для ракеты SM-62 Snark, и отдельная система для злополучная ракета AGM-48 Skybolt, последняя из которых была адаптирована для SR-71.
. Она использует позиционирование по звезде для точной настройки точности инерциальной системы наведения после пуска.. Поскольку точность ракеты зависит от системы наведения, которая знает точное положение ракеты в любой момент ее полета, тот факт, что звезды являются фиксированной контрольной точкой, из которой можно рассчитать это положение, делает это потенциально очень эффективное средство повышения точности.
В ракетной системе Трайдент это было достигнуто с помощью одной камеры, которая была обучена обнаруживать только одну звезду в ее ожидаемом положении (считается, что ракеты с советских подводных лодок будут отслеживать две отдельные звезд для достижения этой цели), если бы он не был точно выровнен по тому месту, где должен был быть, это означало бы, что инерциальная система не была точно на цели, и будет произведена коррекция.
TERCOM, для «согласования контура местности», использует карты высот полосы земли от места запуска до цели и сравнивает их с информацией от радарного высотомера на борту. Более сложные системы TERCOM позволяют ракете лететь по сложному маршруту по всей трехмерной карте, вместо того, чтобы лететь прямо к цели. TERCOM - типичная система для наведения крылатых ракет, но ее заменяют системы GPS и DSMAC, цифровой коррелятор области согласования сцен, в котором используется камера. для просмотра участка суши, оцифровывает изображение и сравнивает его с сохраненными в бортовом компьютере сценами, чтобы направить ракету к цели.
Считается, что DSMAC настолько слаб, что разрушение выдающихся зданий, отмеченных на внутренней карте системы (например, предыдущей крылатой ракетой), нарушает ее навигацию.
