نظم التوجيه لرادارت الصواريخ والتحكم بها

تيري ستوري · 30-05-2007, 08:10 PM

تعتبر رادارات توجيه الصواريخ منذ أمد بعيد ذات أهمية خاصة في النظام الصاروخي الموجه حيث تساعد على توجيه الصواريخ في المدى الطويل وفي ظروف جوية متغيرة بدقة أكثر من نظم التوجيه التي تستخدم الأشعة الضوئية والأشعة تحت الحمراء ويعتبر رادار توجيه الصواريخ بصفة عامة جهاز استشعار لحركة الصاروخ أو الهدف أو الاثنين معاً في الفراغ وبالتالي تحديد إحداثيات كل منهما والذي يستخدم في حساب قيمة إشارة التوجيه طبقاً لاستراتيجية التوجيه المستخدمة.

ويحكم استخدام رادارات توجيه الصواريخ في مسرح العمليات عاملان أساسيان هما:

طبيعة التهديدات المتغيرة
يقصد بالتهديدات هنا ما يؤثر على مواصفات الرادارات الرئيسية المستخدمة في توجيه الصواريخ ومنها:
الإعاقة مما يتطلب من رادارات توجيه الصواريخ قدرة على مقاومة الإعاقة حتى لا تؤثر على نظام توجيه الصاروخ بحيث يصل الصاروخ إلى نقطة التلاقي بأقل أخطاء ممكنة.
الصواريخ المضادة للرادار مما يتطلب من رادارات توجيه الصواريخ قدرة على خداع هذه الصواريخ بحيث لا تؤثر على كفاءة عمل هذه الرادارات.
التطور الهائل والسريع في الأهداف المقاتلة (برية بحرية جوية) من حيث السرعة والقدرة على المناورة ومعدل تدفق الهجمات (الكم) مما يتطلب:
1 إمكانية إطلاق الصواريخ الموجهة بالتتالي على هدف واحد.
2 إمكانية التعامل مع أكثر من هدف في وقت واحد بأقصى احتمال تدمير.
3 إمكانية استخدام التوجيه الراداري الذاتي حيث يتم إطلاق الصاروخ وتركه مع الهدف ليوجه عليه باستخدام الباحث الراداري الذاتي.

التكنولوجيا المتاحة وتطورها
إن عناصر التكنولوجيا المتاحة تعطي الوعد بإنتاج نوعيات من رادارات توجيه الصواريخ تواجه كل أو بعض هذه التهديدات حسب استخدام هذه الرادارات في مسرح عمليات توجيه الصواريخ ومن هذه العناصر المتطورة:
1 التقدم الهائل في علم الجوامد.
2 التقدم الهائل والسريع في إنتاج الحواسب الصغيرة المبرمجة.
3 التقدم في إنتاج الدوائر المتكاملة ICصs.
4 التقدم الهائل في تكنولوجيا إنتاج الهوائيات.
5 التقدم في إنتاج أغطية حماية الهوائيات.
6 التقدم في إنتاج مكونات إنتاج رادارات الموجات المليمترية.
اتجاهات

رادارات التوجيه الذاتي

1 التوجيه الإيجابي.
2 التوجيه النصف إيجابي.
3 التوجيه السلبي.
4 التوجيه بإعادة الإرسال.

رادار التوجيه الإيجابي

ويكون هذا الرادار محمولاً في الصاروخ الموجه ويتميز بالآتي:
مدى محدود للصاروخ حيث يعتمد على نصف قطر الصاروخ وعلى قدرة جهاز الرادار ولزيادة المدى يتم التوجيه في المسار المتوسط باستخدام رادار التوجيه النصف إيجابي أو التوجيه بالأوامر على أن يتم التوجيه في المسار النهائي باستخدام رادار التوجيه الإيجابي.
قدرة عالية على مواجهة الصواريخ المضادة للرادار.
في حالة الصواريخ (أرض- جو) أو (جو- جو) فإن هذا الرادار يتميز بقدرة أعلى وعرض مجسم إشعاع أكبر مما يزيد من قدرة هذا الرادار على مواجهة أعمال الإعاقة.
استخدام هوائي يقاوم تداخل الفصوص الجانبية.
زيادة قدرة وعرض مجسم الإشعاع للباحث الراداري الإيجابي مكلف جداً وتزداد التكلفة بصورة مفزعة في المدى أكبر من 10 جيجا سيكل.
معظم القذائف الموجهة (جو- سطح) ذاتية التوجيه تستخدم رادار التوجيه الإيجابي وقد استخدم هذا النوع من التوجيه ضد السفن ذات المقطع الراداري ويعمل في النطاق الترددي (8 16) جيجا سيكل وذات عرض نبضة صغيرة جداً ويصل هذا النجاح نهايته العظمى عندما تكون الثوابت الأرضية قليلة جداً.
هذا ويوجد الآن اتجاهات متعددة في مجال البحث الراداري الإيجابي.
استخدام رادارات ذات شعاع ضيق ويعمل بموجة مليمترية (35 94) جيجا سيكل حيث يمكن بواسطة هذا النوع من الرادار التغلب على الظروف الجوية المختلفة في المدى القصير كما يمكن بواسطته انتخاب الأهداف المتحركة وسط خضم الأهداف الثابتة.
استخدام نظام انتخاب الأهداف المتحركة معتمداً على نظرية دوبلر ذات قيمة مع الأهداف حتى سرعات (5 8) كم- ساعة.
تطوير الباحث الراداري الإيجابي حتى يكون قادراً على التقاط هدفه أتوماتيكياً ويزيد هذا من مدى الطائرة التي تطلق الصواريخ وأيضاً زيادة قدرة النيران نظراً لتعدد الصواريخ المطلقة في العمر الواحد.

رادار النصف إيجابي
هذا النوع من الرادار يولد حقلاً رادارياً مركزاً أو مجموعة من الحقول كل واحد فيها قادر على إضاءة هدف واحد في اللحظة الواحدة. وهذا النوع من الرادارات مواجهة بتهديد الصواريخ المضادة للرادار والتفوق العددي للعدو، وحيث لا بد من إمكانية التعامل مع عدد كبير من الأهداف في وقت واحد وزيادة قدرة النيران ولمواجهة ذلك تطور رادار التوجيه النصف إيجابي في اتجاهين:
1 استخدام رادار يعطي معدلاً بطيئاً من المعلومات للتوجيه في المسار النصفي على أن يكون التوجيه في المسار النهائي إيجابياً ويتم ذلك باستخدام رادار واحد ذي هوائي ويقوم هذا الرادار بالإضافة إلى إضاءة الهدف بالتقاطه وتتبعه.
2 استخدام التوجيه بإعادة الإرسال.

رادار التوجيه السلبي

ويعتمد هذا النوع من التوجيه على شعاع الرادار الصادر من الهدف ويستخدم كلا التوجيه على التداخل أو التوجيه المضاد للإشعاع ويتميز هذا النوع بضرورة تغطية مجال واسع من التردد ويمثل التطوير في هذا الاتجاه المجال الرئيسي لتطوير التوجيه السلبي باستخدام الرادار وهذا أيضاًَ يتطلب التطوير في اتجاه استخدام الهوائيات لتغطية هذه المجالات ويؤثر استخدام التغطية في هذه المجالات، هذا ويؤثر استخدام ال Radoms على طول المجال الترددي المستخدم.

رادار التوجيه بإعادة الإرسال

يعتبر هذا النوع من التوجيه حالة خاصة من التوجيه النصف إيجابي ويعتمد على رادار واحد ذي هوائي يقوم بالمسح إلكترونياً ويستخدم هذا الرادار هوائياً وتقوم محطة الرادار بإضاءة الهدف وكل صاروخ به باحث راداري (نصف إيجابي) وتتم إضاءة الأهداف بطريقة متتالية وهذا التتالي قد يكون عشوائياً ويتم تغيير الترددات بطريقة عشوائية مع كل إضاءة ويتم إرسال المعلومات عن ترددات الإضاءة وفترات الإضاءة لكل صاروخ عن الهدف المخصص له ويتم قياس إحداثيات الهدف بالنسبة للصاروخ بواسطة الباحث الراداري الموجود به والذي يستخدم للتحويل إلى الإحداثيات الأرضية وترسل معلومات الإحداثيات إلى المحطة الأرضية عن طريق قناة لاسلكية، حيث تقوم المحطة الأرضية بمعالجتها وحساب قيمة إشارة التوجيه وترسلها إلى الصاروخ عن طريق قناة لاسلكية أخرى لنقل المعلومات ويتميز هذا النوع من رادار التوجيه بإمكانياته الخارقة في مواجهة الإعاقة كما أنه يعطي إمكانية التوجيه على أهداف متعددة في وقت واحد، ولكن من عيوبه إمكانية الإعاقة على قناة نقل المعلومات.
إن استخدام هوائيات "المسح الإلكتروني E-Scan" في الوقت الحالي مكلفة جداً وتعتبر ثقيلة الوزن إلى حد كبير مما يجعل استخدامها من الرادارات التي تحملها الطائرات المسلحة بصواريخ موجهة مهمة صعبة جداً ولكن التطور التكنولوجي الهائل في مواد الجوامد واستخدامها في إنتاج الدوائر الإلكترونية المطلوبة سوف يوفر الوزن مما سيجعل استخدام مثل هذا النوع من الهوائيات في الرادارات المحمولة بالطائرات أمراً ميسوراً عملياً ولكن ما زالت بتكاليف عالية. ويعتقد البعض أن مثل هذا النوع من الهوائيات سوف يزيد عمر التوجيه النصف إيجابي لأنه يزيد من قدرة النيران بطريقة غير مباشرة وهذا أمر مشكوك فيه حتى ولو استمر الإشعاع الراداري لمدة طويلة وذلك بسبب التهديد القاتل للصواريخ المضادة لرادارات قيادة النيران بصفة عامة وفي مواجهة ذلك توجد بعض البرامج الآن لإنتاج ما يسمى بالرادار ذي الاحتمال الصغير في اعتراضه بواسطة الصواريخ المضادة للرادار.

اتجاهات رادارات
التوجيه غير الذاتي

أنواع التوجيه غير الذاتي:

1 التوجيه بالأوامر ويعتمد على قياس الإحداثيات بالنسبة لنظام إحداثي أرضي ثابت باستخدام Stabilized Plate form.
2 التوجيه على خط الرؤية Command Line of Sight.
3 التوجيه بالأوامر باستخدام الفرق الزاوي والمسافة.
4 التوجيه بركوب الشعاع Beam rider.
إن المتطلبات الرئيسية المطلوب تحقيقها في صواريخ القرن الواحد والعشرين والمجهزة بالباحث الراداري هي:
مدى كبير للإطلاق عن بعد بهدف إسقاط العدو قبل مشاهدته الطائرة الضاربة.
قدرة على التحرك الذاتي للصاروخ يعني عدم الاعتماد على الطائرة الضاربة بعد الإطلاق حتى يمكن للطيار أن يتفرغ لمهمة أخرى.
مقاومة عالية ضد التشويش.
ولتحقيق هذه المتطلبات يلزم تصميم الأجهزة الصغيرة المكونة للرادار المجهز به الصواريخ بحيث تحقق الكفاءة المعطاة من الأجهزة الرادارية الكبيرة وبفضل التكنولوجيا الحديثة في التصنيع سيتم الوصول إلى هذا الهدف وهناك أمثلة تؤيد ذلك:
ففي السبعينات كان وزن جهاز الرادار المستخدم بالطائرة (ف 4) هو 141 كجم وأمكن النزول به في الثمانينات إلى 78 كجم في الطائرة (ف 18) وإلى 9 كجم في الصاروخ أمرام في التسعينات وبالطبع هناك فرق في القدرة بين هذه الأنظمة ولكن هذه الفروق ليست ذات معنى حقيقي وهذا يعطي انطباعا هاماً وهو أن النسبة بين الوزن والقدرة لم تعد تطبق في إطار التطور الهائل في تكنولوجيا صناعة الرادارات هذا بالإضافة إلى استخدام الترددات العالية في رادارات الصواريخ بغرض:
استخدام صواريخ مزودة بباحث راداري حيث إن هناك علاقة طردية بين حجم الرادار وطول الموجة.
إنتاج حزمة ضيقة من الأشعة تعطي قدرة على تحديد الهدف بدقة.
أقل حساسية للتشويش.
هذا وتعتبر الصواريخ الموجهة رادارياً مثل سبارو الأمريكي، أو سكاي فلاش البريطاني أسلحة ذات قيمة كبيرة جداً لأنها تستخدم على مدى أبعد من مدى الصواريخ الحرارية ومع أن المعلومات لا تزال غير مؤكدة فإنه يبدو أن سلاح الطيران السعودي استخدم صواريخ سبارو لإسقاط طائرة فانتوم إيرانية خلال يونيو 1984م غير أن للصواريخ الحالية الموجهة رادارياً عيباً كبيراً فهي شبه نشيطة أي تتجه نحو الهدف عن طريق تعقب شعاع رادار الطائرة مطلقة الصاروخ بعد ارتداده عن الهدف ولذلك فإنه على الطيار الاحتفاظ بمقدمة طائرته في اتجاه الهدف بصورة عامة حتى يظل رادارها مسلطاً عليه إلى أن يصطدم به الصاروخ ولذلك تضطر الطائرة المهاجمة في بعض الأحيان إلى الاقتراب من الهدف إلى مدى خطورة أو التحليق ضمن المدى الفعال للدفاعات الجوية الأرضية أو البحرية حتى يصيب صاروخها الهدف.
ويعتبر نظام باتريوت ثورة كاملة في اتجاه تطوير نظم توجيه الصاروخ فهو يمتلك القدرة على التعامل مع أكثر من هدف وتتبع عدد أكبر من ذلك في ظل ظروف التداخل الراداري الشديد في الارتفاعات المنخفضة جداً والعالية حتى حوالي 40 كم ويجمع بين مزايا التوجيه بالأوامر والتوجيه الذاتي النصف إيجابي، حيث توجد محطة رادار لإضاءة الهدف بهوائي ثابت في اتجاه 180 درجة وكل صاروخ به باحث راداري نصف إيجابي وتتم إضاءة الأهداف بطريقة عشوائية مع كل إضاءة ويتم إرسال المعلومات عن ترددات الإضاءة وفترات الإضاءة لكل صاروخ عن الهدف المخصص له.
ويتم قياس إحداثيات الهدف بالنسبة للصاروخ بواسطة الباحث الموجود بالصاروخ (الإستفادة من القياس بواسطة الباحث، حيث إنه يتميز بالدقة ويستخدم Stabilized Plateform للتحول إلى الإحداثيات الأرضية وترسل معلومات الإحداثيات إلى المحطة الأرضية التي تقوم بمعالجتها بناء على قانون التوجيه ويتم إرسال إشارات التوجيه إلى الصاروخ عن طريق قناة لاسلكية لنقل المعلومات.

المصدر مجلة الدفــــاع