Pociski rakietowe- kierowanie ręczne

Dziś wpis o kierowanych pociskach rakietowych, przy czym wpis ten tyczyć się będzie systemu kierowania określanego w polskiej terminologii jako kierowanie ręczne. W terminologii anglojęzycznej tego typy system kierowania określany jest jako MCLOS, czyli Manual Command to Line Of Sight. Na czym polega kierowanie ręczne? Cóż, pociskiem rakietowym kierowanym ręcznie steruje się mniej więcej tak, jak samochodem zabawką, bądź modelem latającym. Ujmując to inaczej, na pocisku znajduje się flara, operator pocisku widzi ów flarę, a jednocześnie operator, używając drążka sterowniczego (joysticka), stara się tak pokierować pociskiem, aby świetlna kropka generowana przez flarę, znalazła się na tle celu. Patrząc z perspektywy operatora, żołnierz ten kieruje świetlną kropką w sposób niejako bezpośredni– ruch drążka w lewo to ruch kropki w lewo, ruch drążka w prawo to ruch kropki w prawo. Podobnie jeśli idzie o ruch kropki góra/dół- ruch drążka do siebie to ruch kropki w górę, ruch drążka od siebie to ruch kropki w dół. Jeśli świetlna kropka znajduje się na tle celu, wtedy pocisk powinien trafić w cel. Spójrzmy zresztą na poniższą grafikę:

 

mclos_m

Na powyższej grafice widać pulpit sterowniczy, cel (czołg wroga) i świetlną kropkę generowaną przez flarę umieszczoną na pocisku.

 

Istnieją zasadniczo dwa warianty kierowania ręcznego. Pierwsze to sterowanie prędkością kropki, drugi to sterowanie jej przyspieszeniem. Poniżej opisałem oba warianty. Ów opisy napisane są z perspektywy operatora- założyłem że kropka i cel to dwuwymiarowe obiekty na dwuwymiarowym tle.

 

-Przy sterowaniu prędkością kropki, wychylenie drążka sterowniczego powoduje ruch kropki. Przykładowo, jeśli przechylamy drążek w prawo, to świetlna kropka też zaczyna poruszać się w prawo. Jednocześnie jeśli drążek pozostaje wychylony pod takim samym kątem, to prędkość świetlnej kropki nie wzrasta (ruch jednostajny prostoliniowy). Mocniejsze wychylenie drążka powoduje wzrost prędkości świetlnej kropki. Ustawienie drążka sterowniczego w pozycję neutralną powoduje że kropka przestaje się przemieszczać. Ujmując to inaczej: przyjmijmy że cel znajduje się na prawo od świetlnej kropki. Czyli operator wychyla drążek w prawo. Kropka przemieszcza się na cel. Jak już kropka znajdzie się na tle celu, to wtedy wystarczy ustawić drążek w pozycję neutralną- kropka przestanie się przemieszczać. Zamieszczona wcześniej grafika przedstawia taką właśnie sytuację. Sterowanie prędkością kropki ułatwia sterowanie pociskiem, lecz komplikuje też układ kierowania (względem sterowania przyspieszeniem kropki).

 

-Przy sterowaniu przyspieszeniem kropki, wychylenie drążka również powoduje ruch kropki. Czyli jak poprzednie, wychylenie drążka w prawo, to ruch kropki w prawo. Jest jednak pewna różnica. Jeśli drążek pozostaje wychylony pod takim samym kątem, to kropka będzie przyspieszać (ruch jednostajny przyspieszony). Jeśli wychylić drążek mocniej, to przyspieszenie kropki wzrośnie. Po ustawieniu drążka w pozycję neutralną, świetlna kropka nadal będzie się przemieszczać, lecz będzie to ruch jednostajny prostoliniowy. Aby kropka przestała się przemieszczać, należy wychylić drążek w kierunku przeciwnym do jej ruchu, a następnie ustawić drążek w pozycję neutralną. Ujmując to inaczej: przyjmijmy że cel znajduje się na prawo od kropki. Operator wychyla drążek w prawo. Kropka zaczyna przemieszczać się ruchem jednostajnym przyspieszonym w prawo. Operator ustawia drążek w pozycję neutralną, kropka nadal przemieszcza się w prawo. Jak już kropka znajdzie się na tle celu, operator wychyla drążek w lewo, a następnie ustawia go w pozycję neutralną- aby zahamować dryf kropki. Sterowanie prędkością kropki upraszcza układ kierowania, lecz jednocześnie utrudnia sterowanie pociskiem (względem sterowania prędkością kropki).

 

Tutaj kilka uwag:

-Kierowanie ręczne największą popularność zyskało w przeciwpancernych pociskach kierowanych, choć istniały też pociski innego typu z takim systemem kierowania. Istniał między innymi brytyjski rakietowy zestaw przeciwlotniczy Blowpipe wykorzystujący kierowanie ręczne.

-Kierowanie ręczne nie ma związku z tym w jaki sposób informacje przesyłane są od pulpitu operatora do pocisku. Pociski z systemem kierowanie MCLOS mogą być zarówno sterowane poprzez kabel ciągnący się od wyrzutni do pocisku, jak i radiowo.

-Podobno maksymalna prędkość przeciwpancernego pocisku kierowanego z systemem kierowania MCLOS to około 150 metrów na sekundę. Powyżej tej prędkości operator nie jest w stanie skutecznie kierować pociskiem. Choć warto zauważyć że pocisk przeciwlotniczy Blowpipe, też mający system kierowania MCLOS, był pociskiem ponaddźwiękowym (prędkość dźwięku to około 340 metrów na sekundę).

-Spotkałem się z opinią według której przy przeciwpancernym pocisku kierowanym z ręcznym układem kierowania, największym problemem nie jest kierowanie lewo/prawo, lecz kierowanie góra/dół. Ot, trzeba kierować pociskiem tak aby nie przeleciał nad celem, ale też trzeba uważać aby pocisk nie uderzył w podłoże znajdujące się przed celem.

-Przynajmniej niektóre pociski z systemem kierowania MCLOS miały duży zasięg minimalny. Przykładowo, radziecki pocisk przeciwpancerny Malutka (AT-3 Sagger) miał zasięg od 500 metrów do 3000 metrów. Ergo, poniżej 500 metrów była martwa strefa nieskuteczności pocisku. Być może zastosowanie kierowania ręcznego powoduje wzrost zasięgu minimalnego (czyli zjawisko negatywne). Uważam tak, bowiem przy kierowaniu ręcznym, pewnie musi minąć jakiś czas zanim operator zorientuje się gdzie w przestrzeni znajduje się świetlna kropka generowana przez flarę umieszczoną na pocisku. Jak operator zorientuje się gdzie jest świetlna kropka, to pewnie też mija chwila zanim operator podejmie działanie zmierzające do umieszczenia kropki na celu (odpowiednie wychylenie drążka sterowniczego). Pisząc „jakiś czas” oraz „chwila”, mam na myśli czas liczony w sekundach, ale nawet przez sekundę pocisk rakietowy jest w stanie przebyć zauważalną odległość. Gdyby w śledzeniu kropki i jej umieszczaniu na celu, ludzkiego operatora zastąpić maszyną (kierowanie półautomatyczne goniometryczne, zwane z angielska SACLOS), to najpewniej maszyna szybciej zorientuje się gdzie jest kropka i szybciej podejmie kroki mające za zadanie umieścić kropkę na celu. Z drugiej jednak strony, spotkałem się z opinią według której zastosowanie systemu kierowania MCLOS ma niewielki związek z zasięgiem minimalnym. Niezależnie od systemu kierowania, pocisk rakietowy musi nabrać odpowiedniej prędkości, aby jego powierzchnie aerodynamiczne przeznaczone do kierowania (stery bądź interceptory) zaczęły działać. Ów nabieranie prędkości odbywa się na jakimś dystansie. Dodatkowo pocisk rakietowy może mieć na pokładzie urządzenie które zaczyna poprawnie działać dopiero po jakimś czasie. Przykładowo, może być to żyroskop, który musi się rozkręcić do odpowiedniej prędkości, aby spełniać swoje zadanie.

-Poza prostotą systemu kierowania, jedną z zalet system MCLOS jest możliwość umieszczenia operatora w innym miejscu niż wyrzutnia. Podobno przy kierowaniu ręcznym oddalenie operatora od wyrzutni wręcz ułatwia celne kierowanie pociskiem. Jednocześnie przy operatorze oddalonym od wyrzutni, spadają szanse na to że przeciwnik skutecznie ostrzela stanowisko operatora. Ot, jeśli przeciwnik zauważy start rakiety i namierzy jej wyrzutnię, to celne ostrzelanie wyrzutni nie powinno skończyć się tragicznie dla operatora, jeśli operator znajduje się w innym miejscu niż wyrzutnia.

-Główną wadą systemu MCLOS jest słaba celność. Przykładowo, dane tyczące się radzieckiego przeciwpancernego pocisku kierowanego Malutka, wskazują że w warunkach bojowych, w cel trafiało od 2 do 25 procent wystrzelonych pocisków.

 

Więcej na temat systemu kierowania MCLOS można znaleźć w tej dyskusji na forum strzelecka.net. Polecam też książkę Rakieta- wróg pancerza (autor: Jerzy Grzegorzewski, Wydawnictwo MON, rok wydania: 1970), ewentualnie wcześniejszą wersję tej książki, zatytułowaną Wrogowie pancerza (książka z 1962 roku).

Reklamy
Pociski rakietowe- kierowanie ręczne

Rakiety- pogoń kontra wyprzedzenie

rakieta_poscig_1

Powyższy rysunek przedstawia pocisk rakietowy poruszający się po krzywej pogoni. Rysunek pochodzi z książki „Rakiety- broń XX wieku” (autorzy: Tadeusz Burakowski i Aleksander Sala).

 

Dziś wpis o pociskach rakietowych, a konkretnie o tym w jaki sposób porusza się kierowany pocisk rakietowy mający za zadanie trafić w ruchomy cel. Otóż okazuje się że zasadniczo występują dwie metody poruszania się pocisku. Pierwsza to poruszanie się pocisku po krzywej pogoni (inne terminy: krzywa pościgu, psia krzywa, metoda pościgu prostego). Druga metoda to poruszanie się pocisku po krzywej wyprzedzenia (inny termin: metoda stałego namiaru).

Najpierw przyjrzyjmy się krzywej pogoni. Pocisk poruszający się po krzywej pogoni przedstawiony został na powyższym rysunku. Przy takim rozwiązaniu pocisk porusza się mniej więcej tak jak pies który goni zająca (stąd też termin psia krzywa). Ujmując to inaczej, pocisk cały czas kieruje się bezpośrednio na cel. Stąd też nawet jeśli cel nie wykonuje manewrów i nie zmienia prędkości, to i tak pocisk porusza się nie po linii prostej, lecz wzdłuż krzywej (krzywa pościgu). Im bliżej celu, tym krzywa pościgu jest bardziej zakrzywiona. Stąd też na końcowym odcinku lotu pocisku wzrasta przyspieszenie dośrodkowe (przyspieszenie boczne).

 

rakieta_poscig_2Grafika zamieszczona powyżej przedstawia pociski poruszające się po krzywej pogoni (krzywej pościgu). Grafika pochodzi z książki „Rakiety i pociski kierowane, część II” (autorzy: W. Dichter, R. Odoliński, L. Brzeźny, M. Derentowicz, Z. Krzesiewicz).

 

Przy pocisku poruszającym się po psiej krzywej, prawie zawsze atakuje on cel od tyłu. Widać to zresztą na powyższej grafice. Stąd też aby pocisk trafił w cel, prędkość pocisku musi być wyraźnie większa od prędkości celu. Zaletą pocisków poruszających się po psiej krzywej jest możliwość stosowania dość prostych systemów kierowania. Ze względu na wady metody pościgu prostego (krzywej pogoni), nastąpił spadek popularności tej metody naprowadzania pocisków rakietowych. Informacje sugerujące odchodzenie od metody pościgu prostego można znaleźć między innymi w książce Rakiety- broń XX wieku. Książka ta została wydana w 1963 roku.

 

Skoro omówiona została krzywa pogoni, to teraz czas na krzywą wyprzedzenia (metodę stałego namiaru). Oto odpowiedni rysunek:

rakieta_wyprzedzenie_1

Pocisk rakietowy wykorzystujący metodą stałego namiaru, poruszający się z całkowitym (pełnym) wyprzedzeniem. Rysunek pochodzi z książki „Rakiety- broń XX wieku” (autorzy: Tadeusz Burakowski i Aleksander Sala).

 

Przy pocisku rakietowym poruszającym się przy krzywej (pełnego) wyprzedzenia, pocisk kieruje się nie bezpośrednio na cel, lecz na punkt w którym pocisk powinien spotkać się z celem. Przypomina to nieco strzelanie z dubeltówki do biegnącego zająca (też trzeba celować nie bezpośrednio w zająca, lecz w punkt znajdujący się przed nim). Przy wykorzystaniu metody stałego namiaru, jeśli cel nie wykonuje manewrów i nie zmienia prędkości, to pocisk porusza się po linii prostej (zakładając że pocisk porusza się z pełnym wyprzedzeniem). Jakie są zalety metody stałego namiaru? Zastosowanie tej metody powoduje że pocisk nie musi wykonywać gwałtownych manewrów (zakładając że cel też gwałtownych manewrów nie wykonuje). Dzięki metodzie stałego namiaru pocisk atakuje cel nie od tyłu, lecz od boku, stąd też prędkość pocisku może być mniejsza (niż przy krzywej pogoni). Zastosowanie metody stałego namiaru powoduje że tor lotu pocisku jest krótszy, stąd też czas dolotu do celu również będzie krótszy, zakładając taką samą prędkość pocisku jak przy krzywej pogoni. Ewentualnie stosując krzywą wyprzedzenia można uzyskać taki sam czas dolotu pocisku do celu, przy mniejszej prędkości pocisku (względem pocisku lecącego po krzywej pogoni). Zastosowanie metody stałego namiaru wymaga jednak bardziej zaawansowanego systemu kierowania niż metoda pościgu prostego.

Na koniec dodam że zgodnie z książką Rakiety- broń XX wieku, przy metodzie stałego namiaru, zazwyczaj wykorzystuje się nie całkowite (pełne) wyprzedzenie, lecz wyprzedzenie częściowe.

 

 

 

 

 

Rakiety- pogoń kontra wyprzedzenie