Podręcznik jest zbiorem operacji, które umożliwiają pocisk , aby spełnić swoją misję, z perspektywy podejścia w kierunku obiektywu lub celowy, mimo interwencji zakłócenia ( turbulencje powietrza, hałas, detektory ruchu docelowego ...). To wskazówki odróżniają pocisk od rakiety lub pocisku artyleryjskiego . Prowadzenie (ruch środka ciężkości) różni się od sterowania (ruch wokół środka ciężkości).
Systemy naprowadzania mają bardzo zróżnicowany charakter, w zależności od dostępnej technologii i celu pocisku. Obejmują dwie główne funkcje: wykrywanie celu i przygotowywanie rozkazów przekazanych do pilotażu. Systemy te można również znaleźć na bombach kierowanych .
Przed II wojną światową trajektoria „pocisków rakietowych” zależała wyłącznie od warunków początkowych (prędkość, kierunek startu itp.) Oraz efektów balistycznych , a ich skuteczność była dość niska. Postęp techniczny pozwolił na opracowanie systemów naprowadzania umożliwiających bardziej precyzyjne strzały. Ewolucja trwa do dziś i ma bardziej precyzyjną broń i lepiej dostosowaną do zagrożeń (które ewoluują w tym samym czasie).
Ścieżka serw pocisku ma kilka funkcji:
System naprowadzania składa się z dwóch elementów:
Elementy te mogą znajdować się w pocisku lub być deportowane.
Dwie główne metody naprowadzania to naprowadzanie zdalne i automatyczne naprowadzanie, różnią się one tym, czy system znajduje się na pokładzie pocisku, czy nie.
Przy projektowaniu pocisków rakietowych wybór metody zależy od dostępnej technologii, ceny i potrzeb operacyjnych.
Te pociski balistyczne mają napęd i przewodnik dla bardzo krótkim części ich trajektorii, a resztę czasu trajektorii balistycznej, jak wskazuje ich nazwa.
Od lat 80-tych większość pocisków rakietowych (z wyjątkiem krótkiego zasięgu) ma dwa tryby naprowadzania: inercyjny w środkowym skoku, autoguiding w ostatnim skoku. Niektórzy poszukiwacze z 2000 roku działają w dwóch trybach (np. Dual Mode Brimstone ma półaktywny radar i poszukiwacz laserowy).
Dostępne są tryby Zablokuj przed uruchomieniem (LOBL, Zablokuj przed uruchomieniem ) i Zablokuj po uruchomieniu (LOAL, Zablokuj po uruchomieniu) .
W zdalnym sterowaniu można rozróżnić zdalne sterowanie bezpośrednie (pomiar i opracowywanie zleceń odbywa się zdalnie) i pośrednie zdalne sterowanie (zdalne tylko tworzenie zleceń).
Bezpośrednie sterowanie zdalneW zdalnym sterowaniu ręcznym ludzki pilot kieruje pociskiem (tak jakby pilotował samolot). Jest to dość stara technologia (lata 40.-60.XX wieku) stosowana w pociskach przeciwpancernych SS10 , SS11 , ENTAC oraz rakietach powietrze-ziemia LBD Gargoyle , AS12 , AS20 , AS30 . W zdalnym sterowaniu półautomatycznym za celem zawsze podąża człowiek, ale polecenie pocisku wykonuje komputer. Pociski, które funkcjonują w ten sposób, zostały opracowane w latach 70. XX wieku, takie jak przeciwpancerny Milan , HOT lub TOW czy „ziemia-powietrze” krótkiego zasięgu „czysta pogoda” Roland i Rapier . Wadą tych systemów jest narażenie strzelca podczas podążania za celem. Wyrzutnie pocisków przeciwpancernych najczęściej wykorzystują goniometr podczerwieni do lokalizacji pocisku za pomocą znacznika umieszczonego z tyłu. Goniometr mierzy odchylenie kątowe między pociskiem a celem, przekształcane w odchylenie metryczne, a następnie na instrukcje korygowania strzału.
Automatyczne zdalne sterowanie nie wymaga już interwencji człowieka po wystrzeleniu („ strzel i zapomnij ”), na przykład grzechotnika .
Zdalne sterowanie pośredniePociski powietrze-ziemia lub ziemia-ziemia są wyposażone w kamerę, która umożliwia kierowanie nimi przez człowieka ( wersja AS-37 Martel TV).
Autoguiding umożliwia pociskowi poruszanie się w pełni automatycznie, bez konieczności obsługi operatora („strzel i zapomnij”). Elementem pocisku używanym do wykrywania celu jest poszukiwacz (w potocznym języku „głowica naprowadzająca”). W przypadku bazowania pośredniego odniesienie nie jest powiązane z celem.
Bezpośrednie autoguidingPocisk jest w stanie wykryć cel i wydać rozkazy. Jest to uprzywilejowana operacja w przypadku ruchomego celu. Istnieje kilka sposobów wykrywania celów.
Aktywny radarPoszukiwacz ma nadajnik i odbiornik radaru. Wyemitowane fale odbijają się od celów i wracają do pocisku. Przetwarzanie sygnału pozwala sortować odbicia od samolotu od odbić od wody lub ziemi. Zasięg tych szukaczy samonaprowadzających jest większy niż modeli na podczerwień. Jednak ze względu na mały rozmiar anteny pocisku, cele nie są wykrywalne z dużej odległości. Na przykład pociski AIM-120 AMRAAM , Vympel R-77 , MICA i Exocet korzystają z tego trybu naprowadzania.
Cel, który mógł wykryć zamiatanie, nie wie, czy wystrzelono w niego pocisk.
Przykład z Mirage 2000-5 wyposażonym w radar RDYRadar skanuje niebo w poszukiwaniu celów i „ubiera” odbierane echo, w szczególności w oparciu o wyniki przesłuchań IFF (system kodowania, który pozwala zorientować się, czy samolot jest przyjacielem, czy wrogiem).
Na pokładzie Mirage 2000-5 pilot dostosowuje swój radar RDY (Y Doppler Radar, opracowanie z 1984 r., Pierwszy lot wLipiec 1987, pierwsza seria radarów dostarczona w formacie Grudzień 1994), którego obraz pojawia się na ekranie średniego wyświetlacza (VTM), bez odrywania rąk od joysticka i przepustnicy. Kciukiem lewej ręki przesuwa alidadę (kursor) na ekranie i sam wyznacza cele, do których chce dążyć.
Ta faza nosi nazwę Śledź podczas skanowania (TWS). Po wybraniu celów (maksymalnie 4 w przypadku Mirage 2000-5), pilot przełącza się na automatyczny tryb TWS: radar zoptymalizuje wtedy skanowanie, aby utrzymywać cele w zasięgu wzroku przez cały czas, jednocześnie nadając im priorytety zgodnie z ich niebezpieczeństwa (tutaj stosuje się kryterium prędkości względnej).
Priorytetowym celem będzie FKT for First to Kill Target (cel zostanie zniszczony jako pierwszy); a następnie SKT ( Second to Kill Target ) i P3 dla kolejnych celów. Na ekranie pilota intuicyjne symbole pozwalają na śledzenie sytuacji, która zawsze zmienia się bardzo szybko: cel widziany przez radar jest reprezentowany przez biały kwadrat. Ten kwadrat zmienia kolor na czarny, gdy cel zostanie wyznaczony. Staje się cienkim krzyżem dla SKT i grubym krzyżem dla FKT.
Po wybraniu i poinformowaniu celów pociski MICA -EM mogą wejść na miejsce zdarzenia.
W momencie opuszczania samolotu pocisk otrzymuje przez radar oznaczenie obiektywne (DO), które informuje go, gdzie znajduje się cel w tym konkretnym momencie i jaki jest jego wektor prędkości. Ale nawet przy 3000 km / h przejechanie około pięćdziesięciu kilometrów zajmuje 60 sekund. W tym czasie cel może zmienić kierunek lub zainicjować manewry omijające, sprawiając, że informacje z przeszłości staną się nieaktualne.
Informacje przekazywane pociskowi podczas lotu są zatem stale aktualizowane przez radar przez LAM (połączenie pocisków powietrznych) kilka razy na sekundę, wciąż w trybie skanowania. W Mirage 2000 nadajnik LAM jest umieszczony na górze płetwy, aby zapewnić jej najlepszy punkt emisji w kierunku pocisku, który porusza się gdzieś do przodu.
Mirage 2000-5 jest w stanie jednocześnie śledzić 8 celów i atakować 4. Jednak samoloty francuskich sił powietrznych mają tylko 2 równoczesne LAM-y, dopóki nie zostaną dostosowane do standardu SF1C-IR od 2006 r. Pilotowi, który ma wtedy dwie możliwości, są oferowane dwie możliwości: chce ostrzeliwać 4 cele jednocześnie: wystrzelić dwa pociski z LAM i dwa bez LAM, mając nadzieję, że cele tego ostatniego nie zmienią zbytnio trajektorii; lub poczekaj, aż pierwsze 2 pociski aktywują poszukiwacza, a tym samym zwolnij LAM-y, aby pokierować następną serią.
Dotarłszy kilka kilometrów od celu, pocisk "lis 3" aktywuje swój własny nadajnik radarowy i sam określa trajektorię w kierunku celu. Ten ostatni jest następnie ostrzegany przez swój RWR, że jest zaczepiony przez pocisk, ale jest już za późno i pozostało bardzo mało czasu na wykonanie manewrów omijających (pamiętaj, że w przypadku strzału „lis 1”, cel wie że jest zaczepiony zaraz po wystrzeleniu pocisku. Pilot ma wtedy kilkadziesiąt sekund na wypracowanie parowania).
Różne tryby zarządzania LAM pozwalają na zróżnicowanie scenariuszy strzelania w „Fox 3”:
Należy pamiętać, że dostępne obecnie moce obliczeniowe otwierają nowe horyzonty dla pokładowych radarów. Nadal trzeba spojrzeć na to z innej perspektywy, na przykład radar RDY został opracowany na początku lat 90. i wykorzystuje mikroprocesory z tamtego czasu, to znaczy z wczesnej klasy Pentium . Dotykamy tutaj kwestii przestarzałości, które pojawiają się, gdy rozwój systemów nie jest już liczony w miesiącach czy latach, ale w dziesięcioleciach, ale gotowe technologie pozwalają na stosunkowo szybkie aktualizacje.
Półaktywny radarPółaktywne radary o prostszej konstrukcji pojawiły się w latach pięćdziesiątych XX wieku (np. AIM-7 Sparrow ). Nie było wówczas możliwości zainstalowania w pocisku zarówno nadajnika, jak i odbiornika radaru. Samolot, który wystrzelił pocisk, emituje fale elektromagnetyczne, które są odbijane przez cel, a następnie odbierane i analizowane przez pocisk.
Radar pasywnyW pociski przeciw radarowe jak Armat, wersja z AS-37 Martel Ras, są prowadzone przez określenie sygnałów radarowych wroga i pozycji przetwornika.
Pasywna podczerwieńPasywny poszukująca podczerwień posiada czujniki ochłodzono do 70 K, wrażliwych na długości fali od 3 do 5 mikrometrów w rakietowe, 8 do 12 um do ppanc. Pierwsze detektory (lata 60. do 80. XX wieku) miały tylko jeden element za obracającym się dyskiem modulatora. Obecnie do uzyskania obrazu 2D stosuje się czujniki IR-CCD . Detektor ten jest przenoszony przez ruchomą „antenę”; linia wzroku jest wtedy inna niż trajektoria lotu pocisku. Z wyjątkiem przypadku czystego pościgu ( § 3 ), podporządkowanie kąta anteny jest oddzielone od kąta pocisku, co wymaga stabilizacji anteny za pomocą żyroskopu lub poprzez obliczenia zmiany odniesienia z pomiarów bezwładnościowych.
Zadaniem poszukiwacza jest pomiar różnicy kątowej („odchylenia”) między trajektorią pocisku a jego linią widzenia. Odbywa się to poprzez wykrywanie promieniowania podczerwonego między celem a tłem. Niektórzy poszukiwacze powrotu do domu mogą również szukać celu w szerokim polu widzenia („zamiatanie”). Nowsze lokalizatory naprowadzające są również w stanie klasyfikować wykryte cele i rozpoznawać prawdziwe cele wabików .
Nowoczesne głowice naprowadzające na podczerwień mają zasięg od 10 do 15 km. AIM-9 Sidewinder , Vympel R 73 , Mistral , Magic 2 lub MICA pociski stosowanie takich systemów.
Laser półaktywnyDesygnator laserowa jest źródłem lasera stosowane do oświetlania celu w celu prowadzenia broń (bomby lub pocisku). Laser niekoniecznie działa w zakresie widzialnym.
Technologia ta została opracowana w latach 70. XX wieku w następstwie postępu w technologii laserowej. Na przykład AS-30L , wprowadzony do służby w 1986 roku na Jaguarze A, zmierza w kierunku celu oświetlonego przez „kapsułę” (gondolę) ATLIS na pokładzie samolotu.
ImageryWidzialny obraz może pozwolić pociskowi powietrze-powierzchnia na rozpoznanie celu. Obraz został wcześniej zapisany w systemie ( AGM-65 Maverick ). Można również użyć kamery na podczerwień, technika ta zapewnia wysoką precyzję ( wersja metryczna AASM lub SPICE (in) ).
Pośrednie autoguidingPośredni autoguiding polega na wydawaniu rozkazów na pokładzie pocisku, ale to nie cel jest bezpośrednio wykrywany. Położenie jest określane względem pomocniczego układu odniesienia, a współrzędne celu są znane w odniesieniu do tego odniesienia.
Niemiecki pocisk V2 był pierwszym pociskiem balistycznym (nadal nazywanym „rakietą”) w historii. Uruchomiony w 1944 roku, jego trajektoria była bardzo nieprecyzyjna, a pocisk mógł bombardować jedynie miasta.
W skład jednostki bezwładnościowej pocisku wchodzą trzy akcelerometry umożliwiające pomiar przyspieszenia liniowego w trzech osiach korpusu maszyny oraz trzy żyrometry umożliwiające pomiar prędkości obrotowej w trzech osiach korpusu maszyny. Dzięki obliczeniom uwzględniającym wpływ grawitacji i napędu oraz przyspieszeń Coriolisa (związanych z obrotem Ziemi ) oraz przy wykorzystaniu zmian znaków odniesienia, informacje te pozwalają na podanie prędkości maszyny oraz jej współrzędnych. naziemne odniesienie ( szerokość i długość geograficzna , wysokość , odchylenie , nachylenie i przechylenie ).
Z powodu całek zawartych w obliczeniach precyzja pogarsza się z upływem czasu. System ten jest jednak wyjątkowo niezawodny, nie zależy od źródeł zewnętrznych i jest niewrażliwy na wszelkie zakłócenia środowiska.
Wiele pocisków używa tej metody do prowadzenia w połowie drogi, po której może następować bezpośrednie autoguiding.
Naprowadzanie bezwładnościowe z wyrównaniem przez obserwację gwiazdUżywany przez pociski balistyczne .
Pozycjonowanie za pomocą satelitówDzięki konstelacji satelitów emitujących sygnał radiowy, pocisk może z dużą precyzją określić swoją pozycję w danym momencie. Najbardziej znanym systemem jest amerykański Global Positioning System , którego wdrożenie rozpoczęło się w 1978 r., A od 1995 r. Ma zasięg ogólnoświatowy. W porównaniu z nawigacją inercyjną, technika ta ma wady dłuższego czasu przetwarzania i wrażliwości na zakłócenia elektromagnetyczne.
Dlatego obecne systemy są najczęściej hybrydowe, to znaczy wykorzystują nawigację bezwładnościową jako podstawowe źródło, ale z dodatkowym źródłem, takim jak GPS, do korygowania znoszenia.
InnyWyrzutnia rakiet emituje wiązkę laserową zakodowaną przestrzennie. Pocisk wyposażony w odbiornik może znaleźć drogę poprzez dekodowanie wiadomości zawartej w laserze.
Technologia TERCOM ( Terrain Contour Matching , identyfikacja konturu podłoża) umożliwia pociskowi namierzanie dzięki swojemu kontekstowi geograficznemu. Antena radarowa określa elementy krajobrazu wokół pocisku. Następnie komputer porównuje scenę z cyfrowym modelem terenu przechowywanym w pamięci, co pozwala pocisku skorygować swój kierunek. Ta metoda jest stosowana w pociskach manewrujących : AGM-86 ALCM , BGM-109 Tomahawk , AGM-129 ACM .
W tej sekcji przedstawiono różne przepisy przewodnie z następującymi uproszczeniami:
Zastosowane notacje:
Tak , mówimy o „ataku z tyłu”, tak , mówimy o „ataku frontalnym”, a jeśli mówimy o „ataku bocznym”.
PościgPościg lub „krzywa psa” mogą być używane w autoguidingu lub pośrednim zdalnym naprowadzaniu. W tym przypadku prędkość pocisku tworzy stały kąt z kierunkiem celu, jaki mamy . W czystej pogoni .
Nawigacja proporcjonalna może być używana z autoguidingiem lub pośrednim prowadzeniem zdalnym. W tym przypadku pocisk ma prędkość obrotową proporcjonalną do prędkości właściwego pocisku docelowego, tj . A jest proporcjonalną stałą nawigacji. Za pomocą uzyskuje się , co umożliwia podłączenie wyjścia czujki do wejścia układu sterowania.
KolizjaKolizję można wykorzystać w autoguidingu lub pośrednim zdalnym sterowaniu. W tym przypadku linia MB pozostaje w tym samym kierunku, tj .
WyrównanieZ osiowania można korzystać w trybie bezpośredniego zdalnego sterowania. Polega to na wymuszeniu wyrównania między pociskiem, celem i operatorem.
Technika ta została zastosowana w pierwszych pociskach ziemia-powietrze, ale została uznana za nieskuteczną na duże odległości i obecnie została porzucona. Metodę tę stosowano np. U amerykańskich terierów RIM-2 w latach pięćdziesiątych XX wieku.