Unele aspecte privind focoasele rachetelor, bombelor si ale proiectilelor


1. Principalele tipuri de rachete, bombele si proiectilele

Numeroase utilizãri ale laserilor au fost semnalate în domenii foarte diverse, cum sunt: telecomunicatiile, radarul, transportul de energie, metalurgia si chiar chirurgia. Laserul si-a gãsit loc si este tot mai larg folosit si în arsenalul de arme ca sesizor si furnizor de informatii în vederea luãrii unei decizii.

Astfel, un loc aparte are utilizarea laserului în domeniul rachetelor si bombelor, ale cãror focoase sunt realizate pe astfel de tehnologii. În felul acesta focoaselor rachetelor si bombelor, li se asigura rezistenta mult mai mare la perturbatii, decât focoaselor radio, sunt mai ieftine, mai putin complicate si mai sigure în functionare.

În general, la astfel de focoase se folosesc laseri pe bazã de semiconductori, care se caracterizeazã printr-o înalta productivitate energeticã, prin dimensiuni mici (mãrimea unui surub M4) si necesitã energii reduse de alimentare.

De aceea, ele se pot utiliza si la proiectile de calibru redus. Se pot deosebi trei modalitãti de utilizare a focoaselor laser, în functie de destinatia si genul proiectilului, bombei sau rachetei purtãtoare, dar în toate aceste modalitãti dispozitivul receptor este comun. În primul caz, emitãtorul laser, a cãrui conectare conduce la functionarea focosului, se poate afla si în afara proiectilului, bombei sau rachetei, iar cuplarea sa depinde de decizia conducãtorului (deci a factorului uman). În celelalte doua modalitãti, emitãtoarele laser se afla pe proiectil, bomba sau racheta, iar intrarea lor in functiune poate avea loc automat, când ajung sã fie îndeplinite anumite conditii, mai precis când la o distantã prestabilitã apare tinta.

Totusi, între rachetele sol-aer, aer-aer si bombe existã deosebiri destul de mari în sistemul zonelor de actionare: emitãtoarele laser de pe rachete trebuie sa aibã posibilitatea de „iluminare” a spatiului din jurul axului rachetei, iar sistemul sã provoace detonarea atunci când racheta începe sã se îndepãrteze de tinta aerianã, cu conditia ca aceasta, sã se fi aflat în prealabil la o distanta care sã asigure distrugerea ei.

Emitãtoarele laser de pe bombe trebuie sa „ilumineze” zona din prelungirea directiei de zbor, iar sistemul sã provoace detonarea la o anumitã distantã deasupra tintei.

Caracteristica corespunzãtoare de radiatie, în jurul axului longitudinal al rachetei, se poate asigura prin utilizarea a patru laseri cu semiconductori sau chiar diode electroluminiscente, amplasate în colturile pãtratului aflat în plan perpendicular pe axa. Aceasta poate da o caracteristicã apropiatã de cea toroidalã. Receptionarea radiatiei reflectate de tintã poate – în anumite conditii – sã provoace actionarea focosului si detonarea. Se utilizeazã aici fenomenul deplasãrii Doppler a frecventei, care are loc la modificarea pozitiei reciproce dintre sursa de radiatii si receptor-dintre rachetã si tintã.

În cazul în care racheta trece prin dreptul tintei are loc modificarea frecventei Doppler de la una superioarã la alta inferioarã – racheta se aflã în zona optimã de actiune. În acest moment trebuie sã aibã loc declansarea. Aceasta poate fi însã blocatã printr-un dispozitiv de prag, când distanta pânã la tintã, prin dreptul cãreia trece, depãseste distanta unei distrugeri eficiente; aceasta în eventualitatea ca mai departe se afla o tinta a cãrei distrugere este sigurã.

Focoasele laser de cel de-al treilea gen, destinate amplasãrii pe bombe, trebuie sã provoace detonarea la anumite înãltimi deasupra pãmântului (tintei), de exemplu 0,5, 3 sau 10 m, în functie de intentia de distrugere, asigurând scoaterea din lupta a militarilor si a tehnicii de lupta ale inamicului. În principiu, focosul fãrã contact al bombei are pe ambele laturi dispozitivele optice laser orientate în lungul axului acesteia; pe o laturã, împreuna cu sistemul de emisie, se aflã laserul cu semiconductori, care functioneazã în impuls, iar pe cealaltã latura sistemul receptor. Axele câmpurilor vizuale al dispozitivului receptor si al fasciculului laser se intersecteazã înaintea vârfului bombei la o distantã reglatã prin stabilirea unghiului dintre aceste axe. În momentul atingerii suprafetei pãmântului, receptorul nu primeste informatie ca unda reflectatã, distanta dintre punctul de reflexie si receptor fiind zero. Numai la anumite înãltimi radiatia laser reflectata de pãmânt poate ajunge la elementul fotodetector al receptorului, apare semnalul util, care atunci când atinge valoarea sa maximã are loc actionarea focosului si detonarea încãrcãturii de lupta.

Explozia bombei sau rachetei la o anumitã distanta de tintã poate fi, de asemenea, asiguratã si de focoase mecanice având console corespunzãtoare sau focoase radio. Totusi, focoasele laser fãrã contact, care functioneazã pe baza mãsurãrii curente a distantei pânã la tinta, având o mare rezistentã la perturbatii (datoritã divergentei mici a fasciculului si a preciziei mari de mãsurare a distantei-de ordinul 10…30 cm), dimensiuni mici, consum redus de energie si costuri scãzute le fac a fi de perspectiva.

2. Variante de focoase „universale” care pot echipa rachetele, bombele si proiectilele

Pentru cresterea stabilitãtii la bruiaj si a eficientei focoaselor „inteligente” se recomandã aplicarea unui complex de metode de detectare. Astfel la focosul radio se propune completarea canalului radio cu un canal de radiatii în infrarosu, iar a focoaselor optice cu un canal radio. În aceste cazuri, detonarea componentei de luptã se realizeazã numai la declansarea ambelor canale.

Aceste mãsuri sporesc protectia la bruiaj a sistemului atât împotriva bruiajelor active si pasive cât si fatã de influenta negativã a factorilor naturali (zãpada, ceata, suprafata marinã, ploaie etc.).

O variantã de schemã a unui asemenea focos este reprezentatã în figura 1.

În corpul focosului figura 2 se gãsesc „ferestrele” 1, care permit radiatia în infrarosu sã treacã prin lentila 2 la detectorul 3, a cãrei iesire este cuplatã cu amplificatorul 4 al canalului în infrarosu, care la rândul sau este conectat la circuitul de memorare 5. Canalul radio include un bloc emitãtor-receptor 6 si antena 7.

Semnalul de la iesirea blocului 6, prin amplificatorul 8 al canalului radio, se aplicã circuitului de memorare 9 al acestui canal (canalul radio folosind efectul Doppler). Ambele circuite de memorare (5 si 9) sunt conectate la schema de coincidentã 10.

Fig. 2. Schema bloc a unui focos „universal”

Durata de memorare (retinere) se alege în functie de timpii posibili de întârziere a semnalelor pentru diferite distante de trecere pe lângã tintã.

La distantele limitã de trecere pe lângã tintã, la început se declanseazã canalul în infrarosu, iar apoi canalul radio.

Semnalul canalului în infrarosu memoreazã la iesirea circuitului de memorare corespunzãtor, apoi se declanseazã canalul radio si la iesirea circuitului de memorare apare semnalul radio.

Când la ambele intrãri ale schemei de coincidentã 10 sunt prezente ambele semnale, se produce detonarea capsei de initiere a componentei de luptã a focosului 11.

La distantele medii de trecere pe lângã tintã, la început se declanseazã canalul în infrarosu. La actiunea bruiajului activ, a reflexiilor de la suprafata marii, a zãpezii etc., se declanseazã numai canalul radio, iar schema de convergentã nu actioneazã si ocosul nu se declanseazã.

Se propune sistemul de detectare a tintei pentru focosul radio în care existã trei canale: douã canale optice, pasive, în infrarosu si unul activ (fie de frecventã radio, fie optic).

Primul canal pasiv (figura 2) si canalul activ se folosesc la atacul din fatã, al doilea canal pasiv, pentru atacul din spate. Schema logica scoate la ivealã cel mai eficient dintre canale pentru aruncarea în aer a unitãtii de luptã. Semnalul caracteristic de atac din emisfera posterioarã este aparitia semnalului, la început, în primul canal pasiv, iar apoi în cel activ. În acest caz se cupleazã în lucru al doilea canal pasiv si canal activ.

Dacã semnalul apare la început în canalul activ, atunci acest semnal este de atac, din semisfera din fatã. În acest caz schema logica alege cel mai bun semnal dintre canalul pasiv si cel activ.

Este cunoscutã posibilitatea de diferentiere a tintelor, care este deasupra unei suprafete uniforme, cu ajutorul dispozitivului de bord al aparatului de zbor.

El se bazeazã pe deosebirea în lungime a suprafetelor verticalã si orizontalã, radiate cu raza laser.

Dacã, de exemplu, aparatul de zbor ilumineazã cu o raza laser o suprafatã de pãmânt, care se afla în fata lui, atunci, în cazul unei înãltimi de zbor H=170 m si a unghiului câmpului de vedere de =10o distanta orizontalã este R=1 km (figura 3).

Fig. 3. Posibilitatea de diferentiere a tintelor

La divergenta razei laserului de =0,3 mrad, lãtimea suprafetei luminate pe verticalã (sau apropiatã de cea verticalã) este egalã cu d=0,3 m, iar în plan orizontal se formeazã o patã luminoasã cu lungimea d=d/sin=sin100=1,7 m din cauza deosebirii duratelor la fronturile impulsurilor reflectate (figura 3).

Dacã impulsurile de sondare si cel reflectat de la suprafata verticala au durata frontului de 5 ns, atunci impulsul reflectat de la suprafata orizontalã are o durata mare:

12,4 ns, unde , c-viteza luminii.

Pentru rezolvarea problemei de recunoastere, în receptorul laser (a amplificãrii directe sau cu heterodina) a capului de autodirijare se stabilesc doua filtre (pentru impulsuri scurte si lungi, reflectate de la suprafata orizontala si verticala în mod corespunzãtor).

Potrivit valorilor amplitudinilor semnalelor la iesirile fiecãrui filtru se ia decizia asupra naturii suprafetei tintei.

Pentru supravegherea zonei de lansare se comanda raza laser în limitele +2 în plan orizontal. Viteza de scanare si frecventa de urmãrire a impulsurilor laserului se aleg astfel încât sã se analizeze succesiv toate punctele spatiului în intervalul (70+35) m.

Mr.ing. Stelian Popescu

Mr.lect.univ.drd.ing. Aurel Iacobescu

Anunțuri

Un gând despre „Unele aspecte privind focoasele rachetelor, bombelor si ale proiectilelor

  1. E de actualitate.

    Apreciază

Si parerea ta conteaza...curaj !

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s