Talos (ilmatorjuntaohjusjärjestelmä)

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 15. heinäkuuta 2019 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 5 muokkausta .

"Talos" ( eng.  Talos ) on amerikkalainen laivojen pitkän kantaman ilmatorjuntaohjusjärjestelmä . Vuonna 1958 luodut ensimmäiset kuljetusalukset olivat kolme Galveston-luokan risteilijää , jotka muutettiin vuosina 1958-1961 [1] .

Koostumus

Talos-ilmapuolustusjärjestelmän kokoonpano sisälsi seuraavat komponentit [2] :

Lisäksi ilmapuolustusjärjestelmä oli vuorovaikutuksessa joidenkin alusjärjestelmien kanssa, jotka eivät kuuluneet siihen [2] :

Ohjuksen ohjauksen periaate

Vuoteen 1945 mennessä teoria automaattisesta ohjusten ohjauksesta oli lapsenkengissään. Vuonna 1925 ehdotettiin ensimmäisen kerran periaatetta ohjata ohjuksia valonsäteen avulla. Raketti, jossa oli pyrstöosaan asennettu valokennoja, ammuttiin valonheittimen säteeseen, joka suunnattiin maa-asemalta vihollisen lentokoneeseen. Valokennojen signaaleista raketti synnytti ohjaussignaaleja peräsimiin, mikä piti raketin valonheittimen säteessä ja toi sen lopulta fyysiseen kosketukseen kohteen kanssa. Toisen maailmansodan aikana Isossa-Britanniassa kehitettiin ohjattu Brakemine -ohjus , joka suunnattiin ilmakohteeseen tutkasäteen avulla. Yhtään näistä projekteista ei saatu toimivaan laitteeseen, eikä ohjusten ohjaamisen periaatteita pitkälle (100 km tai enemmän) tunnettu ollenkaan [3] [4] .

Bumblebee-projektissa, jonka puitteissa Talos-raketti luotiin, piti käyttää samaa ohjausperiaatetta pitkin tutkasädettä (kirjallisuudessa tätä periaatetta kutsutaan joskus "sattuläkeeksi"). Tämän periaatteen suurin haittapuoli oli, että tutkasäteen leveys kasvoi kantaman mukana, joten ohjaus oli mahdollista vain niillä etäisyyksillä, joissa säteen leveys ei ylittänyt ohjuksen taistelukärjen tuhoutumissädettä [3] [5] . Maksimaalisen sieppausetäisyyden kasvattamiseksi 100 mailia tai enemmän päätettiin yhdistää säteen ohjaus lentoradan marssiosuudessa kotiutumiseen sieppauksen viimeisessä vaiheessa [6] .

Kohdistusperiaatteen tekninen toteutus oli erillinen ongelma. Rakettiin ei ollut mahdollista sijoittaa riittävän tehokasta lähetintä, joka antaisi kohdistuspään siepata kohteen vähintään 20 km:n etäisyydellä, joten päätettiin käyttää puoliaktiivisen suuntauksen periaatetta - vain vastaanotin oli asetettiin raketin päälle, kohde säteilytettiin kantoalukseen asennetulla tehokkaalla säteilijällä [5] .

Yksinkertaisimmassa tapauksessa säteen ohjaus vaatii yhden tutkan käyttöä - tässä tapauksessa kohteenseurantatutka suorittaa samanaikaisesti ohjuksen ohjaustehtävän. Tämä menetelmä on kuitenkin tehoton siepattaessa suuria nopeuksia ohjaavia kohteita, kun kohteen atsimuutti ja/tai korkeuskulma muuttuvat nopeasti. Tutkan säteen jälkeen ohjus on jatkuvasti kohteen takana, kun taas sieppaustehokkuuden kannalta ohjus tulisi suunnata jollain lyijyllä. Muutoin ohjus ei välttämättä saavuta nopeampaa kohdetta tai kuluttaa kokonaan polttoainetta siepattaessa hitaampaa. Tästä näkökulmasta on suositeltavaa erottaa kohteen seuranta ja ohjusohjaus. Siksi Talos-ilmapuolustusjärjestelmässä käytettiin kahta tutkaa kummassakin kahdessa kanavassa - AN / SPG-49 ja AN / SPW-2 .

Sieppausvaiheet

Kohteen sieppaus koostuu kolmesta vaiheesta, vastaavasti, ohjuksen lentorata on jaettu kolmeen osaan:

Kiihtyvyysosa

Ennen käynnistystä järjestelmä suuntaa gyroskoopit. Yhdessä sopivan ohjaussilmukan kanssa toinen gyroskoopeista varmistaa, että raketin suunta pysyy muuttumattomana rakettivahvistimen toiminnan aikana, toinen ylläpitää nollakallistuskulmaa koko lennon ajan.

Kiinteän polttoaineen tehostimen laukaisun jälkeen raketti lähtee kantoraketista ja jatkaa liikkumista ohjaimen alkuasennon määrittelemään suuntaan. Gyroskooppinen järjestelmä tarjoaa kiihdytysvaiheen aikana enintään 5 °:n poikkeaman alkuperäisestä suunnasta. Tämä on tarpeen, jotta kiihdytysosuuden lopussa ohjus on AN / SPW-2 -ohjaustutkan säteellä , joka ohjaa ohjuksen lentoradan marssiosaan [7] . Ohjaustutkan säteen tulee siis olla riittävän leveä (vähintään 10°), joten kun raketin tehostusosuus on lähellä vaakasuuntaa, syntyy häiriöitä tutkasignaalin heijastumisesta veden pinnalta. Tämä asettaa rajoituksia ohjaimen korkeuskulmalle käynnistyksen aikana. Raketti voidaan laukaista korkeuskulmissa 25-55° [8] .

Ylävaiheen raketin ohjauksessa on joitain erityispiirteitä. Koska yliäänenopeuksille suunniteltu siipi on tehoton aliäänen nopeudella, ohjaussilmukoiden vahvistukset lennon alkuvaiheessa yliarvioivat kertoimella 2,6. 1,75 s laukaisun jälkeen, kun yliääninopeus saavutetaan, järjestelmä vähentää automaattisesti vahvistukset normaaleille tasoille [7] . Vastaanottava laite on myös suojattu voimakkaalta tutkasignaalilta, joka voi lyhyillä etäisyyksillä vahingoittaa herkkää elektroniikkaa. Vastaanottava antenni laukaisuhetkellä on peitetty ohuella suojakuorella, joka on valmistettu matalan sulamispisteen metalliseoksesta. Tehosteosassa raketti lämpenee ilman kitkasta, suojavaippa sulaa ja raketin saapuessa marssiosaan vastaanottoantenni on valmis normaaliin toimintaan [9] .

Marssiosio

Lentoradan marssiosuus alkaa laukaisutehostimen erottamisella ja toisen vaiheen suihkumoottorin laukaisulla. Ohjausjärjestelmä siirtyy tässä sieppausvaiheessa liikkeen suunnan stabilointitilasta ohjaustutkan säteen seuraamiseen [7] . Tällä hetkellä raketti on kantoalukseen asennetun AN / SPW-2 tutkan säteessä. Ohjuksen ohjaussignaalin vastaanotin vastaanottaa tutkasignaalit ja lähettää ne ohjausjärjestelmään, joka tuo ohjuksen säteen symmetria-akselille. Kun ohjaustutka vangitsee ohjuksen, järjestelmä pienentää ohjaussäteen leveyttä ohjauksen tarkkuuden lisäämiseksi [6] .

Tässä sieppausvaiheessa ohjaussilmukan vahvistus tehdään riippuvaiseksi ilmanpaineesta, koska ilmakehän tiheys ja vastaavasti peräsimien tehokkuus riippuvat siitä. Tästä johtuen raketin reaktionopeus ohjaussignaaleihin ei riipu lentokorkeudesta [7] .

Osoittamisen aikana säteen akseli poikkeaa kohdasta, jossa raketin pitäisi liikkua, ja tekee kartiomaisen liikkeen tämän pisteen ympäri taajuudella 30 rpm. Säteen leveys ja sen akselin poikkeama kohteen suunnasta ovat 3° ja 0,85° [6] (muiden lähteiden mukaan 4° ja 2° [10] ). Taajuusalueella 5-6 GHz toimiva ohjaustutka muodostaa kolmen pulssin ryhmiä, joiden väli on lyhyt ja ryhmien väli on pitkä. Ryhmien välinen aikaväli vaihtelee sen mukaan, missä kartiomaisen pyyhkäisyn vaiheessa säde on, minkä seurauksena pulssiryhmien toistotaajuus vaihtelee välillä 850 - 950 Hz. Suurin toistotaajuus 950 Hz saavutetaan sillä hetkellä, kun säde on vasemmassa yläasennossa suhteessa pyörimisakseliin, pienin 850 Hz:n taajuus on alukseen nähden oikeassa alakulmassa. Tällöin muodostuu taajuusmoduloitu pulssisignaali, jonka modulaatiotaajuus on 30 Hz ja taajuusvaihtelu 850–950 Hz. Tämän signaalin perusteella rakettivastaanotin muodostaa sinimuotoisen referenssisignaalin taajuudella 30 Hz, jota käytetään referenssitaajuudena määritettäessä signaalien vaihesiirtoa.

Raketin eri asennossa ohjaussäteen toiminta-alueella vastaanotetun signaalin kuva on erilainen. Yleisessä tapauksessa vastaanotettujen pulssien amplitudi vaihtelee sinimuotoisesti. Impulssien maksimiarvo riippuu myös raketin asennosta. Jos raketti sijaitsee ympyrän päällä, jota pitkin säteen akseli pyyhkäisee tilaa, tämä arvo on maksimi. Mitä lähempänä raketti on säteen pyörimisakselia, sitä pienempi tämä arvo. Siten ohjusohjausjärjestelmä vastaanottaa ohjaustutkasta [6] :

Laskettuaan ohjuksen poikkeamavektorin kohteen suunnasta, ohjausjärjestelmä generoi signaalit peräsimille, jotka ohjaavat ohjuksen halutulle lentoradalle [6] .

Koska aluksella voi olla useita opastusasemia ja useita ohjuksia voi olla lennossa samanaikaisesti, on tarpeen erottaa eri ohjausasemien signaalit toisistaan. Aseman tunnistusominaisuus on pulssien väliset intervallit kolmipulssiryhmissä [6] .

Ohjuksen vastaanottama ohjaustutkasignaali välitetään takaisin peräosaan asennetun antennin avulla. Tämän signaalin vastaanottaa AN / SPW-2- tutka , ja sitä käytetään ohjuksen kantaman ja kulmakoordinaattien laskemiseen, jotta niitä voidaan käyttää ohjausradan laskennassa. Aluksen vierimisen kompensoi ohjausjärjestelmä, joka tekee korjauksia ohjaussignaaleihin gyro-anturin signaalin mukaisesti [6] .

Noin 10 sekuntia ennen kohtaamista kohteen kanssa raketti siirretään kuljetusaluksen signaalin perusteella kotiutustilaan [6] .

Terminaalialue

Sieppauksen päätevaiheessa ohjus suunnataan kohteeseen puoliaktiivisessa kotiutustilassa, ohjataan kohteesta heijastuvan AN / SPG-49 tutkasignaalin avulla , joka kytketään jatkuvaan säteilytilaan [7] .

Ohjaus suoritetaan pitämällä kohteen vakiosuuntakulma suhteessa ohjukseen. Tämän ansiosta ohjus ei lennä täsmälleen kohteeseen, vaan optimaalisempaa lentorataa pitkin johtamalla pisteeseen, jossa ohjuksen ja kohteen tulisi tietyllä nopeudella kohdata. 4 ohjuksen päässä olevaa interferometristä anturia vastaanottaa signaaleja kohteesta ja määrittää sen kulmakoordinaatit. Kun kohteen kulmakoordinaatteja muutetaan, ohjusohjausjärjestelmä generoi ohjaustoiminnon peräsimiin, jotka ylläpitävät kohteen vakiosuuntakulmaa [6] .

Launch Complex

Taktiset ja tekniset ominaisuudet

Kompleksilla oli seuraavat ominaisuudet [1] :

Kuljetusalukset

Kronologia

Talos-ilmapuolustusjärjestelmällä varustettujen alusten taulukossa on ilmapuolustusjärjestelmän asennukseen liittyvän saneerauksen jälkeiset käyttöönottopäivämäärät ja päivämäärä, jolloin ilmatorjuntajärjestelmä poistettiin käytöstä purkamisen vuoksi (merkitty muistiin) tai aluksen poistaminen laivastosta.

Alus Tyyppi PU
SPG-49 tutkat		 SAM
käytössä 		SAM
poistettu käytöstä 		Merkintä
CLG-3 "Galveston" "Galveston" 1 × Mk 7 2 28.5.1958 25. toukokuuta 1970 [11]
CLG-4 "Little Rock" "Galveston" 1 × Mk 7 2 6.3.1960 22.11.1976 [12]
CLG-5 "Oklahoma City" "Galveston" 1 × Mk 7 2 09/07/1960 15.12.1979
CGN-9 "Long Beach" "Pitkä ranta" 1 × Mk 12 2 9.9.1961 1978 SAM purettu
CG-10 Albany "Albany" 2 × Mk 12 neljä 03.11.1962 29.8.1980
CG-11 Columbus "Albany" 2 × Mk 12 neljä 01.12.1962 [13] 31.1.1975 [13]
CG-12 "Chicago" "Albany" 2 × Mk 12 neljä 05/02/1964 3.1.1980

Hankkeen arviointi

Talos-ilmapuolustusjärjestelmän käyttö oli rajallista ohjuksen, kantoraketin ja niihin liittyvien elektronisten laitteiden suuren massan vuoksi. Kaksikanavainen järjestelmä vaati neljä tutkaa (kaksi AN / SPG-49 ja kaksi AN / SPW-2 ). Tällaisen järjestelmän asentaminen oli mahdollista vain laivoille, joilla on suuri uppouma, mutta jopa raskaan risteilijäluokan aluksilla oli vakavuusongelmia aluksen pintaan asennettujen laitteiden suuren massan vuoksi [14] .

Projektin kohtalo

Talos-ilmapuolustusjärjestelmä lakkasi käyttämästä Yhdysvaltain laivastoa vuonna 1976. Long Beach -risteilijällä ilmapuolustusjärjestelmä purettiin vuonna 1978, ja se pysyi muilla aluksilla, kunnes alus poistettiin laivastosta. Viimeinen Talos-ilmapuolustusjärjestelmällä varustettu alus oli risteilijä Albany, joka poistettiin laivastosta elokuussa 1980. Talot korvattiin RIM-67 Standard -ohjuksilla , jotka laukaistiin pienemmästä Mk 10 -kantoraketista.

Talos-ohjukset, joita ei käytetty vuoteen 1976 mennessä, muutettiin yliääniohjuksiksi MQM-8G Vandal. Näiden ohjusten varastot käytettiin loppuun vuoteen 2008 mennessä.

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 Belavin N.I. Ohjusalukset. - M .: Sotilaskustantamo, 1967, 272 s.
  2. ↑ 1 2 Phillip R. Hays Talos Mk 77 Guided Missile Fire Control System Arkistoitu 28. joulukuuta 2010 Wayback Machinessa osoitteessa okieboat.com .
  3. ↑ 1 2 Phillip R. Hays Talos-ohjusten ohjaus- ja suuntausjärjestelmien historia Arkistoitu 5. kesäkuuta 2012 Wayback Machinessa osoitteessa okieboat.com .
  4. ↑ Gunner's Mate M 3 & 2, Ohjusten ohjaus ja valvonta, Naval Training Support Command, NAVTRA 10199-B, 1972, sivu 81.
  5. ↑ 1 2 Scanning Interferometer-Beam Rider Guidance System, Carl W. Brown, Allen B. Reppert, Bill D. Dobbins, US-patentti nro. 3 677 500 18. heinäkuuta 1972.
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Talos Guidance System, Joseph Gulick, W. Coleman Hyatt ja Oscar M. Martin, Jr., Johns Hopkins APL Technical Digest, osa 3, numero 2, 1982, sivu 142.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 Talos Control System, Fletcher C. Paddison, Johns Hopkins APL Technical Digest, osa 3, numero 2, 1982, sivu 154.
  8. ↑ The Unified Talos, Frank A. Dean, Johns Hopkins APL Technical Digest, osa 3, numero 2, 1982, sivu 123.
  9. ↑ Antennikorkki, Billy D. Dobbins, Angus C. Tregida ja George W. Luke, Jr., US-patentti nro. 2 998 943 5. syyskuuta 1961
  10. ↑ Talos Ship System, Elmer D. Robinson, Johns Hopkins APL Technical Digest, osa 3, numero 2, 1982, sivu 162.
  11. ↑ Kronologia - USS Galveston CL-93/CLG-3 . USS Galveston Shipmates Association. Haettu 27. elokuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 6. lokakuuta 2012.
  12. ↑ USS Little Rockin lyhyt historia (linkki ei saatavilla) . USS Little Rock Association. Haettu 27. elokuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 23. joulukuuta 2010. 
  13. ↑ 1 2 Tervetuloa kyytiin (downlink) . USS Columbus Veterans Association. Haettu 27. elokuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 2. marraskuuta 2010. 
  14. ↑ Polmar, Norman. USNavy: Shipboard  Radars (uuspr.) . - United States Naval Institute Proceedings, 1978. - Joulukuu.

Katso myös

Linkit