هدایت اینرسی و ساز و کار آن

موضوع هدایت موشک‌ها هنگامی مطرح شد که نظامیان قادر نبودند وسایل متحرک را مورد هدف قرار دهند. در ابتدا روش LOS مورد استفاده قرار می‌گرفت و فعالیت آن به صورت فرستادن پرتوهایی به موشک بوده و آن را در مسیر دلخواه قرار می‌دادند. این نوع هدایت با معایبی مانند شناسایی منبع هدایت موشک همراه بوده است؛ به همین علت انواع دیگری از هدایت موشک طرح‌ریزی و ایجاد شد. در این مطلب از سری مقالات آسمان ایکس قصد معرفی هدایت اینرسی و سایر انواع هدایت موشک را داریم.

انواع هدایت موشک

به طور کلی می‌توان انواع هدایت موشک را به ۴ دسته کلی تقسیم بندی کرد.

این دسته بندی شامل هدایت آشیانه‌یاب، هدایت فرماندهی، هدایت تعقیب امواج رادیویی و هدایت ناوبری اینرسی است.

هدایت تعقیب امواج رادیویی و هدایت فرماندهی به لحاظ اساس کار شبیه به یکدیگر عمل می‌کنند و عمل هدایت را با ارسال امواج انجام می‌دهند.

هدایت آشیانه‌یاب را می‌توان متداول‌ترین تکنیک برای رهگیری موشک‌ها دانست. این نوع هدایت توسط سه مدل فعال، نیمه فعال و غیرفعال صورت می‌پذیرد که به دلیل ایراد‌های موجود در دو مدل اول، بهترین آن‌ها مدل غیرفعال است.

اساس کار هدایت ناوبری اینرسی از طریق شتاب سنج و ژیروسکوپ بوده در صنایع هوافضا بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از نخستین سیستم‌های هدایت موشک می‌توان به هدایت سیمی، هدایت اینرسی، هدایت راداری و هدایت رادیویی اشاره کرد؛ البته تمامی این نوع هدایت‌ها به جز هدایت اینرسی منسوخ شده‌اند.

در موشک‌های هوا به هوا از هدایت لیزری، هدایت راداری فعال، هدایت تلویزیونی، هدایت فروسرخ و هدایت راداری نیمه فعال استفاده می‌شود؛ که در این انواع به دلیل آسیب پذیری بالا، هدایت راداری منسوخ شده است.

هدایت اینرسی به شکلی فراگیر در موشک‌های بالستیک و کروز استفاده می‌شود. موقعیت نهایی موشک بالستیک قبل از پرتاب در رایانه هدایت ثبت می‌شود و پس از آن به وسیله سیستم ناوبری شتاب، موقعیت و سرعت لحظه‌ای موشک در اختیار سیستم هدایت قرار می‌گیرد.

بیشتر بخوانید: تفاوت موشک بالستیک و موشک کروز چیست؟

در ادامه این مطلب در خصوص چند مورد از هدایت‌های مورد استفاده در صنعت رهگیری موشک می‌پردازیم.

هدایت رادار فعال

این نوع هدایت از سال ۱۹۷۰ برای موشک‌های هوا به هوا میان برد و دوربرد و ضد کشتی مورد استفاده قرار گرفته و دارای یک دستگاه رادار کوچک بر روی موشک برای اصلاح مسیر به سمت هدف و رهگیری است.

در ابتدا رادار ناو شلیک کننده یا جنگنده هدف را شناسایی و بر روی آن قفل می‌کند؛ سپس مختصات هدف به موشک انتقال پیدا کرده و موشک به سمت هدف شلیک می‌شود.

هدایت موشک از لحظه پرتاب تا محدوده هدف به وسیله هدایت اینرسی انجام می‌شود و پس از شناسایی هدف به وسیله راداری‌های موشک از طریق هدایت راداری آشیانه‌یاب به سمت هدف حرکت و اصابت می‌کند.

یکی از مهم‌ترین مزیت‌های این روش این است که سیستم شلیک کننده یا جنگنده پس از شلیک می‌توان محل را ترک و یا به انجام مانور بپردازد و موشک بدون نیاز به رادار ناو یا جنگنده به سمت هدف در حرکت است. از این روش در موشک‌هایی با برد بالا استفاده می‌شود.

هدایت اینرسی

برای آشنایی بیشتر با هدایت اینرسی بهتر است به این مثال توجه کنید؛ اگر توپ فوتبال با هدف‌گیری دقیق، زاویه مناسب و شدت ضربه مناسب به سمت دروازه به حرکت درآید، به طور طبیعی اگر مانعی سر راه آن نباشد وارد دروازه می‌شود.

حال اگر هدف‌گیری مناسب نباشد لازم بوده شخصی در میانه راه مسیر حرکت توپ را اصلاح کند. این عمل اصلاح حرکت در موشک‌ها توسط سامانه هدایت موشک انجام می‌شود.

سامانه هدایتی اینرسی وظیفه وارد کردن نیرو لازم در میانه راه برای اصلاح حرکت موشک را دارد.

موشک‌های که به سامانه هدایت اینرسی مجهز هستند، اطلاعات لازم و برنامه ریزی شده را قبل از پرتاب دریافت می‌کنند. پس از پرتاب موشک دیگر هیچ ارتباطی میان سایت پرتاب و موشک قرار ندارد و موشک با بهره‌مندی از سامانه اینرسی می‌تواند مسیر خود برای رسیدن به هدف تعیین شده را به شکلی شگفت انگیز اصلاح کند.

هدایت اینرسی را می‌توان در لیست نخستین سیستم‌های هدایت موشک قرار داد. از این سیستم هدایتی برای اولین برای در جنگ جهانی دوم در موشک‌های بالستیک وی ۱ و وی ۲ استفاده شد.

هدایت اینرسی یک سیستم هدایت درونی بوده که به شکل گسترده بر روی موشک‌های کروز و بالستیک در قالب هدایت مرحله میانی استفاده می‌شود. دقت سیستم هدایت اینرسی واسطه به دقت مختصات هدف است.

سازوکار هدایت اینرسی

از چند شتاب سنج و ژیروسکوپ در این سیستم استفاده شده که تعداد آن‌ها در موشک‌های مختلف متفاوت است. این ژیروسکوپ و شتاب سنج‌ها میزان غلت، شتاب و زاویه حرکت موشک را مشخص می‌کنند.

بر پایه این داده‌ها می‌توانند موقعیت موشک را نسبت به مکان شلیک و نسبت به مختصات هدف موجود در حافظه موشک مقایسه کنند. در این سیستم عضو اصلی ژیروسکوپ است.

ژیروسکوپ‌ها سنسورهایی هستند که از آن‌ها برای به دست آوردن موقعیت زاویه‌ای و سرعت زاویه‌ای موشک استفاده می‌شود.

با پردازش و تحلیل این داده‌ها می‌توان موقعیت کلی پرتابه را نیز بر پایه محاسبات به دست آورد. ایجاد یک دستگاه مختصات مرجع یکی از وظایف اصلی ژیروسکوپ است.

شتاب سنج‌ها شتاب متحرک در راستای چنین محورهایی را مورد اندازه‌گیری قرار می‌دهد. این شتاب می‌تواند نسبت به دستگاه مرجع اینرسی یا دستگاه مرجع دیگری باشد.

هدایت ماهواره‌ای

چهره میدان نبرد با ورود سیستم هدایت ماهواره‌ای تغییر کرده است. این نوع سیستم هدایتی سبب ورود نسل جدیدی از موشک‌های هدایت شونده به صحنه نبرد شده که در عین ارزان قیمت بودن بسیار دقیق عمل می‌کنند.

در جنگ خلیج فارس از این سیستم هدایت موشکی استفاده شد. بمب هدایت شونده ماهواره‌ای مشهورترین سلاح هدایت ماهواره‌ای است که در سال ۲۰۰۳ در عراق مورد استفاده قرار گرفت.

موضوع هدایت موشک‌ها یکی از مباحث مهم نظامی در کشورها است. بسیاری از کشورهای قدرتمند دنیا تاکنون توانسته سلاح‌های هدایت شونده با دقت بسیار بالا ایجاد کنند.

سیستم هدایت اینرسی یکی از روش‌های هدایت موشک بوده که در موشک‌های بالستیک و کروز ایرانی مورد استفاده قرار گرفته است.