Ракета с траекторией - Track-via-missile
Ракета с отслеживанием пути или TVM относится к методу наведения ракеты , который сочетает в себе функции полуактивного радиолокационного самонаведения (SARH) и радиокомандного наведения . Это позволяет избежать проблем с конечной точностью, которые обычно наблюдаются у управляемых ракет, особенно на большой дальности. Он использовался на ряде ракет класса « земля-воздух» большой дальности, включая MIM-104 Patriot .
Объяснение
Преимущество командного наведения состоит в том, что большая часть оборудования для наведения ракеты изолирована от пусковой установки, где размер и вес значительно менее важны. В этих системах радар , обеспечивающий наведение, находится на земле или на корабле, и у ракеты отсутствует независимая система наведения. Обычно используются два радара: один отслеживает цель, а другой - ракету, так что они могут летать независимо и далеко друг от друга. Затем компьютер вычисляет положение и скорость обоих и вычисляет точку пересечения. Затем тот же компьютер вычисляет управляющие входы, необходимые для полета ракеты в эту точку, и отправляет любые необходимые поправки в ракету через радиосигнал, часто используя радар, отслеживающий ракету, в качестве радиосигнала.
Поскольку эта система проста в сборке, она использовалась в качестве основы для многих ранних зенитно-ракетных комплексов (ЗРК). Однако у него есть существенный недостаток, особенно для ведения огня на дальней дистанции. Радиолокационные сигналы распространяются в пространстве, как конусообразный луч фонарика, с типичным распространением луча порядка 5 градусов. Это означает, что на больших расстояниях местоположение цели известно только в пределах общего значения, возможно, порядка нескольких километров. Можно использовать различные методы кодирования сигнала, чтобы сузить это значение до порядка 0,1 градуса, но на большом расстоянии это по-прежнему обеспечивает точность порядка сотен метров. Эта неточность требует огромной боеголовки для уничтожения цели.
Эта проблема устранена в концепции полуактивного радиолокационного самонаведения (SAHR). В этих системах наземная станция по-прежнему освещает цель своим радаром, но приемник находится на ракете. При отражении исходного сигнала от цели образуется другой конусообразный луч, но самый узкий у цели. Приемник на ракете использует этот сигнал для наведения, тем самым становясь все более точным по мере того, как она летит к цели. Есть ряд незначительных проблем, которые приводят к максимальной точности (для ранних проектов) порядка десятков метров, но это не зависит от дальности. Это означает, что ракеты SAHR могут иметь гораздо меньшие боеголовки с той же общей эффективностью, хотя и за счет дополнительной электроники на ракете.
Обратной стороной подхода SAHR является то, что сигнал наземного радара должен содержать некоторую форму дополнительного кодирования сигнала для ракеты, чтобы определить направление цели в пределах конусообразного сигнала, который она видит. Обычно это достигается с помощью формы конического сканирования, которая использует синхронизацию изменений сигнала для определения угла внутри конуса, но для этого требуется, чтобы сигнал был непрерывным или « зафиксированным ». Обычно это достигается с помощью ЗРК с помощью отдельной РЛС подсветки цели, предназначенной для этой задачи.
В обоих случаях ЗРК требовали отдельных радаров для каждой управляемой ракеты, а это означает, что система в целом может направлять только то количество ракет, которые у нее есть радары. Для ЗРК в условиях высокой проходимости, особенно кораблей, сталкивающихся с залпами противокорабельных ракет , возможности системы могут быть превышены. Теоретически к ракете можно добавить электронику, позволяющую ей продолжать отслеживать прерывистый сигнал и, таким образом, позволить одному радару обеспечивать слежение за несколькими ракетами, но при использовании электроники 1950-х и 60-х годов это было бы чрезмерно дорогим и большим; даже системам с командным управлением обычно не хватало этой возможности. Решение этой проблемы было серьезной проблемой, особенно для ВМС США и Королевского флота .
Ракета с отслеживанием пути объединяет эти две концепции, чтобы избежать проблем, связанных с обоими. Как и SAHR, приемник размещается на ракете и, таким образом, имеет повышенную точность при приближении к цели. Вместо локальной обработки сигнал ретранслируется на другой частоте и принимается программой запуска. Затем пусковая установка сравнивает посланный ею сигнал с сигналом, полученным ракетой, и посредством этого сравнения может выполнить определение местоположения цели относительно ракеты. Но поскольку наземная станция знает приблизительное местоположение цели и детали отправленного ею исходного сигнала, она не требует, чтобы сигнал был непрерывным, и, следовательно, не требует отдельного радара освещения. После сравнения и расчета обновления отправляются в ракету, как и в случае с командным управлением, с использованием канала передачи данных .
TVM решает проблему точности командного наведения, но не требует отдельных радаров. Теоретически эту проблему можно решить, разместив на ракете необходимую электронику, но использование технологий 1950-х годов привело бы к очень большим размерам и очень высокой стоимости ракеты. Централизовать это на месте запуска - гораздо более разрешимая проблема, особенно после появления транзисторов военного уровня в конце 1950-х годов. Это привело к созданию ракеты RIM-50 Typhon ВМС США и связанной с ней РЛС AN / SPG-59 , которая имела один радар PESA и могла залповать множество ракет. Проблемы разработки привели к его отмене.
Еще одно преимущество TVM заключается в том, что, поскольку нет радара слежения, нет ничего, что могло бы указать цели, что она отслеживается. Обычно это относительно простая задача для приемника радиолокационного предупреждения, который предупреждает цель о необходимости применения контрмер, но в случае TVM сигнал поискового радара - это все, что необходимо, и он не меняется при запуске ракеты.
Преимущества
- В отличие от ракеты с активным радиолокационным самонаведением, ракета не предупреждает цель о ее наведении, освещая ее радиоволнами. Обычно цель будет знать, что она освещена радаром ЗРК , но она не будет знать наверняка, была ли она поражена. Современные радары с фазированной антенной решеткой из-за их тонких лучей и низких боковых лепестков еще больше затрудняют обнаружение воздушным судном.
- В отличие от полуактивных ракет с радиолокационным самонаведением, электроника, необходимая для расчета и отслеживания пути перехвата, не должна быть встроена в каждую ракету, что снижает их сложность, вес и стоимость. Также возможно сделать ракеты более точными, используя более сложные алгоритмы для расчета перехвата, чем это было бы возможно в ограниченном процессоре в ракете. Кроме того, операторы могут регулировать траекторию полета ракеты во время боевого действия, даже на этапе конечного самонаведения.
- В отличие от управляемых ракет по радиоуправлению, поскольку радиолокационный приемник ракеты находится намного ближе к цели, чем наземная станция, для компьютера системы может быть сгенерирована более точная информация слежения. Также сложнее заглушить или подделать сигнал слежения.
Кроме того, наземная станция может принимать прямые радиолокационные отражения от цели (а не данные, загружаемые ракетой) и объединять два источника информации для создания курса перехвата. Это добавляет к системе дополнительный элемент сопротивления ECM .
Недостатки
У TVM есть и недостатки. Например, канал передачи данных потенциально может быть заблокирован, что невозможно при активном наведении или ракете типа «выстрелил и забыл». Кроме того, этот метод требует, чтобы наземный радар был активен на протяжении всего боя, потенциально помогая самолетам, оснащенным противорадиационными ракетами, когда они пытаются обнаружить и задействовать радар ЗРК. Еще один потенциальный недостаток по сравнению с активным радиолокационным самонаведением заключается в том, что ракета должна полагаться на наземный радар для наведения, поэтому, если цель может создать препятствие между собой и стационарной радиолокационной системой (например, холм), или если она справится чтобы выйти за пределы диапазона слежения радара (например, вылететь за пределы «веера» слежения радара PATRIOT или вылететь за пределы эффективной дальности действия другой системы), тогда ракета не сможет обнаружить отраженное излучение от цели и, следовательно, не сможет продолжить помолвку.
Примеры
В большинстве современных зенитно - ракетных комплексов дальнего действия используется метод сквозного ракетного пути. Это включает:
- Китайская ракета средней и большой дальности HQ-9 с полуактивной радиолокационной системой самонаведения.
- Американский зенитный и противокорабельный ракетный комплекс MIM-104 Patriot (с некоторыми ограниченными возможностями противоракетной обороны)