ZASTOSOWANIE CZUJNIKÓW PODCZERWIENI W TECHNICE
ROZDZIAŁY  
  WSTĘP
  WPROWADZENIE
  CZUJNIKI PODCZERWIENI
  ZASTOSOWANIA CYWILNE
  ZASTOSOWANIA WOJSKOWE
  => Urządzenia noktowizyjne
  => System IRST
  => System FLIR
  => System LANTIRN
  => Celowniki termowizyjne
  => Rakiety naprowadzane na podczerwień
  PODSUMOWANIE
  ŹRÓDŁA
Rakiety naprowadzane na podczerwień
  

            Wczesne eksperymentalne konstrukcje rakiet kierowanych powstały jeszcze w Niemczech hitlerowskich podczas drugiej wojny światowej. Broń tego rodzaju była opracowywana dla myśliwców niemieckich, które mogłyby prowadzić skuteczne ataki na bombowce aliantów nękających infrastrukturę krajów osi. Zasięg karabinów maszynowych potężnych formacji bombowych skutecznie utrudniał akcje ofensywne pilotom III Rzeszy. Ruhtstahl X-4 powstała zbyt późno, aby można ją było użyć na masową skalę w warunkach bojowych. Niemniej była to pierwsza w historii kierowana rakieta odpalana z samolotu służąca do zwalczania innych samolotów (kategoria powietrze – powietrze). Sterowanie odbywało się z kabiny samolotu, operator, który ją odpalał, dysponował małym manipulatorem i za pośrednictwem przewodu przekazywał sygnały sterujące jej lotem. Po wojnie, kraje wiodące jak USA czy Związek Radziecki rozpoczęły prace nad projektami rakiet ziemia – powietrze i powietrze – powietrze, mając nadzieje na skuteczne użycie ich przeciwko bombowcom przenoszącym ładunki jądrowe, które jak wierzono miały zdominować następny światowy konflikt. Większość z nich została zaprojektowana w oparciu o już istniejącą technikę naprowadzania radarowego. Ich wadą była dużą waga, skomplikowana konstrukcja i wymagały aby samoloty (albo wyrzutnie naziemne) z których je odpalano cały czas śledziły cel ataku, za pomocą własnego radaru. Należało  podświetlić cel wiązką radaru, albo śledzić wystrzeloną rakietę podczas lotu i przesyłać drogą radiową polecenia korygującej jej tor. Pod koniec lat czterdziestych w Stanach Zjednoczonych opracowane zostało urządzenie mogące śledzić obiekt latający na podstawie różnicy temperatur między celem a atmosferą, spowodowanej przez emisje ciepła na skutek pracy silników, a przy większych prędkościach również nagrzewania się jego powierzchni wywołanego tarciem powietrza. W praktyce oznaczało to opracowanie głowicy naprowadzającej rakiety, która sama może śledzić cel, bez potrzeby dodatkowego kierowania jej lotem przez obsługę wyrzutni naziemnej czy pilota samolotu. Udało się skonstruować zapalnik, wyposażony w  detektor, którym był  fotoelement wykrywający ciepło czyli emisję promieniowania podczerwonego w zakresie bliskiej podczerwieni. Wczesne wersje głowic posiadały czujniki wykonane z siarczku ołowiu, którego właściwości elektryczne ulegają zmianie pod wpływem promieniowania podczerwonego emitowanego przez metal dysz wylotowych silnika. Podstawową zaletą głowic samonaprowadzających się na podczerwień jest mniejszy rozmiar i waga oraz prostsza konstrukcja niż systemy naprowadzane radarowo. Rakiety naprowadzane na podczerwień w amerykańskiej nomenklaturze określane są terminem „odpal i zapomnij” (ang. Fire And Forget), ze względu na autonomiczność głowicy oraz układu naprowadzania, który po odpaleniu samodzielnie śledzi i podąża w stronę atakowanego obiektu.


RAKIETY KLASY POWIETRZE - POWIETRZE
           Pierwszą seryjnie produkowaną rakietą tej klasy był AIM-9 Sidewinder (ang. Aerial Intercept Missile Nine) – rakieta przechwytywania powietrznego 9 wprowadzony do użytku w latach pięćdziesiątych ubiegłego wieku. Nazwa Sidewinder nawiązuje do grzechotnika, który lokalizuje ofiarę na podstawie wydzielanego przez nią ciepła. Rakieta opracowana została w oparciu o stosowane jeszcze w trakcie drugiej wojny światowej niekierowane, amerykańskie HVAR (ang. High Valocity Aircraft Rockets). Wykorzystano wówczas kadłuby tych rakiet powietrznych wysokiej prędkości o kalibrze 5 cali/ 12,7 cm. Wczesne wersje Sidewindera  (AIM-9B), które były w użyciu w latach sześćdziesiątych, miały sporo wad i niedociągnięć. Przede wszystkim niewielki zasięg maksymalny wynoszący  około 4,5 km. Głowica naprowadzająca była skuteczna jeśli obiekt był atakowany od tyłu lub gdy odchylenie maksymalne wynosiło 45˚ w stosunku do toru lotu celu. Intensywne manewry defensywne wykonywane przez atakowany samolot mogły również zdezorientować rakietę. Czujnik podczerwieni nie posiadał chłodzenia, więc wychwytywał on różne inne źródła ciepła czy odbicia od ziemi. Nierzadkie były przypadki, kiedy rakieta brała na cel i kierowała się w stronę słońca. Do tego dochodziło ograniczenie ówczesnej elektroniki opartej na lampach próżniowych, które nie wytrzymywały wstrząsów wywołanych lądowaniami na lotniskowcach oraz warunków tropikalnego żaru i wilgotności panującej w południowo-wschodniej Azji. Co więcej już w tamtym czasie opracowano środki przeciwdziałające które polegały na zakłócaniu podczerwieni albo na wyrzucaniu przez atakowany obiekt flar – pułapek termicznych na, które kierowała się rakieta. Druga generacja rakiet Sidewinder (wersje D, E, J) pojawiła się w latach siedemdziesiątych. Szereg usprawnień doprowadził do poprawienia zwrotności i dzięki lepszemu silnikowi zasięg wzrósł do 20 km. Udoskonalano również elektronikę, poszerzając zakres czujnika podczerwieni, tak że teraz obiekt mógł zostać zaatakowany z każdego kąta tylnej półsfery celu (pełne 180˚). Trzecia generacja weszła do użytku w osiemdziesiątych ubiegłego stulecia, a z nią kolejne jeszcze lepsze wersje jak L czy M.

 

Rysunek 96. Rakieta AIM-9P podwieszona do myśliwca F-15. [63]


Czujniki podczerwieni w tej generacji wykonane z antymonku indu posiadają chłodzenie co zwiększa ich niezawodność. Kopułę czujnika zaczęto wytwarzać z fluorku magnezu, materiału przepuszczającego promieniowanie podczerwone na wszystkich trzech zakresach podczerwieni.


Rysunek 97. Flary wystrzelone przez myśliwiec F-22 Raptor. Są one na wyposażeniu większości samolotów i śmigłowców bojowych jako standardowe środki przeciwdziałające rakietom naprowadzanym na podczerwień. [64]


Rysunek 98. Budowa rakiety Sidewinder. [63]

Obecnie w użyciu znajduje się wersja AIM-9X, należąca do czwartej generacji klasy tej broni. Rakiety Sidewinder mają około 2,9 m długości, 12,7 cm średnicy (bez wliczania stateczników), 39 cm i 64 cm, odpowiednio uwzględniając stateczniki przednie i tylne oraz 90 kg wagi. Warto wspomnieć o fakcie zdobycia przez Związek Radziecki kilku egzemplarzy wczesnych rakiety Sidewinder, wersji pod koniec lat pięćdziesiątych i wykonania ich kopii, które występują pod nazwą R-3/R-13 Atoll.



Rysunek 99. Wystrzelenie rakiety AIM-9X z samolotu F-22. [63]

RAKIETY KLASY POWIETRZE – ZIEMIA
     
         Do tej grupy należy np. amerykańska rakieta AGM-65 Maverick. (ang. Air to Ground Missile) - rakieta powietrze – ziemia. Jest ona rozwinięciem konstrukcji rakiet niekierowanych używanych jeszcze w czasie drugiej wojny światowej przez Stany Zjednoczone. Koncepcja zakładała, że z bezpiecznej odległości będzie można za jej pomocą zaatakować i zniszczyć cele lądowe, które wcześniej musiało atakować wiele samolotów zużywając przy tym wiele rakiet niekierowanych czy bomb. AGM-65 weszła do eksploatacji na  początku lat siedemdziesiątych. Wcześniejsze wersje posiadały naprowadzanie telewizyjne bądź laserowe i dopiero wersja D (AGM-65D) opracowana w latach osiemdziesiątych, posiadała głowicę naprowadzaną termowizyjnie. Wersja ta została stworzona do współpracy z zasobnikami wyposażonymi w systemy FLIR. Przełom lat osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych przyniósł wprowadzenie nowej, udoskonalonej wersji rakiety kierowanej podczerwienią, była to wersja G. Rakiety tego typu były masowo używane przez lotnictwo Stanów Zjednoczonych oraz państwa sojusznicze w czasie I wojny w Zatoce Perskiej, przeciwko Irakowi 1990-1991 (operacja Pustynna Burza). Rakieta AGM-65 mierzy około 2,5 m długości, posiadając średnicę własną 30 cm i 71 cm (usterznie). Jej masa wynosi 300 kg z czego około 60 kg waży głowica bojowa. Zasięg wynosi 25 km.


Rysunek 100. Rakieta AGM-65 Maverick odpalana z samolotu szturmowego A-10. [65]

Rysunek 101. AGM-65 Maverick kierowany na podczerwień,

na rakiecie widoczne oznaczenie IIR. [66]


Rysunek 102. Budowa rakiety AGM-65 Mverick. [67]

RAKIETY KLASY ZIEMIA – POWIETRZE

            Jedną z przedstawicielek broni tej klasy jest rakieta FIM-92 Stinger. Jest ona wyposażona w pasywny system kierowania rakietami naprowadzanymi na podczerwień. Została opracowana w Stanach Zjednoczonych we wczesnych latach osiemdziesiątych i jest tam wytwarzana przez Raytheon Missile Systems oraz w Niemczech, na mocy umowy licencyjnej przez firmę Dornier. Rakieta odpalana jest z wyrzutni przenoszonej i obsługiwanej zwykle przez dwie osoby. Stinger może być też odpalany  z wyrzutni naziemnej czy specjalnie do tego celu przystosowanych lądowych pojazdów bojowych. Istnieje również wersja przeznaczona dla śmigłowców bojowych. Wyrzutnia jest prosta w obsłudze i stosunkowo lekka, jak na jej możliwości i zagrożenie jakie stanowi dla nisko lecących śmigłowców i samolotów. Wyposażeni w nią żołnierze mogą atakować cele powietrzne odległe o 4800 m, lecące na pułapie 180 – 3800 m. Masa całego zestawu wynosi nieco ponad 15 kg z czego około 10 kg to masa samej rakiety. Wyrzutnia mierząca 1,6 m długości wystrzeliwuje rakiety o średnicy 7 cm w dwóch etapach. Najpierw, z pomocą niewielkiego silnika odrzutowego rakieta opuszcza wyrzutnię, na bezpieczną dla operatorów odległość, później następuje uruchomienie właściwego napędu, który nadaje jej prędkość 750 m/s.
 

Rysunek 103. Wyrzutnia FIM-92 Stinger. [68]

Pierwsze, bojowe użycie miało miejsce w trakcie wojny na Falklandach (rok 1982), jednak dopiero wojna w Afganistanie udowodniła skuteczność tej broni. Uzbrojeni przez  amerykanów Mudżahedini w 1986 roku zdołali zestrzelić blisko 100 radzieckich maszyn. Bronią o zbliżonych parametrach oraz możliwościach jest 9K38 Igła produkcji Radzieckiej.


Rysunek 104. Wyrzutnia i rakieta FIM-92 Stinger. [47]
AKTUALNA GODZINA  
   
This website was created for free with Stronygratis.pl. Would you also like to have your own website?
Sign up for free