Talos (sistem de rachete antiaeriene)

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 15 iulie 2019; verificările necesită 5 modificări .

„Talos” ( ing.  Talos ) este un sistem american de rachete antiaeriene cu rază lungă de acțiune . Create în 1958, primele transportatoare au fost trei crucișătoare din clasa Galveston , transformate în 1958-1961 [1] .

Compoziție

Compoziția sistemului de apărare aeriană Talos a inclus următoarele componente [2] :

În plus, sistemul de apărare aeriană a interacționat cu unele sisteme de nave care nu făceau parte din el [2] :

Principiul ghidării rachetelor

Până în 1945, teoria ghidării automate a rachetelor era la început. În 1925, a fost propus pentru prima dată principiul ghidării rachetelor folosind un fascicul de lumină. O rachetă cu fotocelule instalate în secțiunea de coadă a fost trasă într-un fascicul reflector, care era îndreptat de la o stație de la sol spre o aeronavă inamică. Din semnalele de la fotocelule, racheta a generat semnale de control către cârme, care au ținut racheta în fasciculul reflectorului și, în cele din urmă, au adus-o în contact fizic cu ținta. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, britanicii au dezvoltat racheta ghidată Brakemine , care era îndreptată către o țintă aeriană folosind un fascicul radar. Niciunul dintre aceste proiecte nu a fost adus la un dispozitiv funcțional, iar principiile de ghidare a rachetelor la o rază lungă (100 km sau mai mult) nu erau cunoscute deloc [3] [4] .

Proiectul Bumblebee, în cadrul căruia a fost creată racheta Talos, trebuia să folosească același principiu de ghidare de-a lungul fasciculului radar (în literatură, acest principiu este uneori numit „fascicul cu șa”). Principalul dezavantaj al acestui principiu a fost că lățimea fasciculului radar creștea cu raza de acțiune, astfel încât ghidarea era posibilă doar la acele distanțe la care lățimea fasciculului nu depășea raza de distrugere a focosului rachetei [3] [5] . Pentru a crește raza maximă de interceptare la 100 de mile sau mai mult, s-a decis să se combine controlul fasciculului în secțiunea de marș a traiectoriei cu homing în faza finală a interceptării [6] .

Implementarea tehnică a principiului homing a fost o problemă separată. Nu a fost posibil să se plaseze un transmițător suficient de puternic pe rachetă care să permită capului de orientare să captureze o țintă la o distanță de 20 km sau mai mult, așa că s-a decis să se utilizeze principiul de orientare semi-activă - doar receptorul a fost plasată pe rachetă, ținta a fost iradiată de un emițător puternic instalat pe nava purtătoare [5 ] .

În cel mai simplu caz, ghidarea fasciculului necesită utilizarea unui singur radar - în acest caz, radarul de urmărire a țintei îndeplinește simultan funcția de ghidare a rachetei. Cu toate acestea, această metodă este ineficientă atunci când se interceptează obiecte de manevră de mare viteză, când azimutul și/sau unghiul de elevație al țintei se schimbă rapid. În urma fasciculului radar, racheta se află în mod constant în spatele țintei, în timp ce în ceea ce privește eficiența interceptării, racheta ar trebui direcționată cu puțin plumb. În caz contrar, racheta ar putea să nu ajungă din urmă cu o țintă mai rapidă sau să consume complet combustibil atunci când interceptează una mai lentă. Din acest punct de vedere, este recomandabil să separați urmărirea țintei și controlul rachetelor. Prin urmare, în sistemul de apărare aeriană Talos, au fost utilizate două radare în fiecare dintre cele două canale - AN / SPG-49 și AN / SPW-2 .

Fazele de interceptare

Interceptarea țintei constă în trei faze, respectiv, traiectoria rachetelor este împărțită în trei secțiuni:

Secțiunea de accelerare

Înainte de lansare, sistemul orientează giroscoapele. Împreună cu bucla de control corespunzătoare, unul dintre giroscoape asigură că direcția rachetei rămâne neschimbată în timpul funcționării rachetei de amplificare, celălalt menține un unghi de înclinare zero pe tot parcursul zborului.

După lansarea propulsorului cu combustibil solid, racheta părăsește lansatorul și continuă să se deplaseze în direcția specificată de poziția inițială a ghidajului. Sistemul giroscopic asigură în timpul fazei de accelerare o abatere de la direcția inițială de cel mult 5 °. Acest lucru este necesar pentru ca la sfârșitul secțiunii de accelerare, racheta să se afle în fasciculul radarului de ghidare AN / SPW-2 , care va ghida racheta către țintă în secțiunea de marș a traiectoriei [7] . În consecință, fasciculul radarului de ghidare trebuie să fie suficient de larg (cel puțin 10°), prin urmare, atunci când secțiunea de amplificare a rachetei este aproape de orizontală, interferența apar datorită reflectării semnalului radar de la suprafața apei. Acest lucru impune restricții asupra unghiului de înălțime al ghidajului în timpul pornirii. Racheta poate fi lansată la unghiuri de elevație între 25-55° [8] .

Controlul rachetei pe treapta superioară are unele particularități. Deoarece o aripă proiectată pentru viteze supersonice este ineficientă în zborul subsonic, câștigurile în buclele de control în stadiul inițial al zborului sunt supraestimate cu un factor de 2,6. La 1,75 s după lansare, când se atinge viteza supersonică, sistemul va reduce automat câștigurile la niveluri normale [7] . Dispozitivul de recepție este, de asemenea, protejat de un semnal radar puternic, care la distanțe scurte poate deteriora electronicele sensibile. Antena de recepție la lansare este acoperită cu o carcasă de protecție subțire dintr-un aliaj cu punct de topire scăzut. În secțiunea de amplificare, racheta se încălzește din cauza frecării aerului, carcasa de protecție se topește, iar în momentul în care racheta intră în secțiunea de marș, antena de recepție este pregătită pentru funcționarea normală [9] .

Secțiunea de marș

Secțiunea de marș a traiectoriei începe cu separarea propulsorului de lansare și lansarea celei de-a doua etape a motorului cu reacție. Sistemul de control în această fază de interceptare trece de la modul de stabilizare a direcției de mișcare la modul de urmărire a fasciculului radarului de ghidare [7] . În acest moment, racheta se află în fasciculul radarului AN / SPW-2 instalat pe nava de transport. Receptorul semnalului de control al rachetei primește semnale radar și le transmite către sistemul de control, care aduce racheta pe axa de simetrie a fasciculului. Atunci când o rachetă este capturată de radarul de control, pentru a crește precizia ghidării, sistemul reduce lățimea fasciculului de ghidare [6] .

În această etapă de interceptare, câștigul în bucla de control depinde de presiunea aerului, deoarece densitatea atmosferei și, în consecință, eficacitatea cârmelor depind de aceasta. Din acest motiv, viteza de reacție a rachetei la semnalele de control nu depinde de altitudinea de zbor [7] .

În timpul îndreptării, axa fasciculului se abate de la punctul în care ar trebui să se miște racheta și face o mișcare conică în jurul acestui punct cu o frecvență de 30 rpm. Lățimea fasciculului și abaterea axei acestuia de la direcția țintei sunt de 3° și respectiv 0,85° [6] (după alte surse, 4° și 2° [10] ). Radarul de ghidare care funcționează în banda de 5-6 GHz generează grupuri de trei impulsuri cu un interval scurt între impulsuri și un interval lung între grupuri. Intervalul de timp dintre grupuri variază în funcție de faza de scanare conică în care se află fasciculul, drept urmare frecvența de repetare a grupurilor de impulsuri variază de la 850 la 950 Hz. Rata maximă de repetiție de 950 Hz este atinsă în momentul în care fasciculul se află în poziția stângă sus față de axa de rotație, frecvența minimă de 850 Hz este în poziția dreapta jos față de navă. Astfel, se formează un semnal de impuls modulat în frecvență cu o frecvență de modulație de 30 Hz și o variație de frecvență de 850–950 Hz. Pe baza acestui semnal, receptorul rachetă generează un semnal sinusoidal de referință cu o frecvență de 30 Hz, care este folosit ca frecvență de referință la determinarea defazajului semnalelor.

Pentru o poziție diferită a rachetei în zona de acțiune a fasciculului de ghidare, imaginea semnalului primit este diferită. În cazul general, amplitudinea impulsurilor primite variază sinusoidal. Valoarea maximă a impulsurilor depinde și de poziția rachetei. Dacă racheta este situată pe un cerc de-a lungul căruia axa fasciculului scanează spațiul, această valoare este maximă. Cu cât racheta este mai aproape de axa de rotație a fasciculului, cu atât această valoare este mai mică. Astfel, sistemul de control al rachetelor primește de la radarul de ghidare [6] :

După ce a calculat vectorul de abatere al rachetei de la direcția țintă, sistemul de control generează semnale pentru cârmele care conduc racheta către traiectoria dorită [6] .

Deoarece pe o navă pot exista mai multe stații de ghidare și mai multe rachete pot fi în zbor în același timp, este necesar să se facă distincția între semnalele de la diferite stații de ghidare. Caracteristica de identificare a stației este intervalele dintre impulsuri în grupuri de trei impulsuri [6] .

Semnalul radar de ghidare primit de rachetă este transmis înapoi de o antenă montată în secțiunea de coadă. Acest semnal este recepționat de radarul AN / SPW-2 și este utilizat pentru a calcula distanța și coordonatele unghiulare ale rachetei pentru a le utiliza la calcularea traiectoriei de ghidare. Compensarea rulării navei este efectuată de sistemul de ghidare, care efectuează corecții la semnalele de control în conformitate cu semnalul senzorului giroscop [6] .

Cu aproximativ 10 secunde înainte de întâlnirea cu ținta, racheta, la un semnal de la nava purtătoare, este transferată în modul homing [6] .

Zona terminală

În stadiul terminal al interceptării, racheta este direcționată către țintă în modul de orientare semi-activ, ghidată de semnalul radar AN / SPG-49 reflectat de la țintă , care este comutat în modul de radiație continuă [7] .

Ghidarea se realizează prin menținerea unui unghi constant de direcție al țintei în raport cu racheta. Datorită acestui fapt, racheta nu zboară exact la țintă, ci pe o traiectorie mai optimă, cu un avans până la punctul în care, la o viteză dată, racheta și ținta ar trebui să se întâlnească. 4 senzori interferometrici din capul rachetei primesc semnale de la țintă, determinând coordonatele unghiulare ale acesteia. La modificarea coordonatelor unghiulare ale țintei, sistemul de control al rachetei generează o acțiune de control asupra cârmelor, care mențin un unghi constant de direcție al țintei [6] .

Lansare Complex

Caracteristici tactice și tehnice

Complexul avea următoarele caracteristici [1] :

Nave de transport

Cronologie

Tabelul pentru navele cu sistemul de apărare aeriană Talos indică datele de intrare în serviciu după reconstrucția asociată cu instalarea sistemului de apărare aeriană și data la care sistemul de apărare aeriană a fost scos din serviciu din cauza dezmembrării (notat în notă) sau retragerea navei din flotă.

Navă Tip de PU Radar
SPG-49 		SAM
în serviciu 		SAM
dezafectat 		Notă
CLG-3 "Galveston" "Galveston" 1 × Mc 7 2 28.05.1958 25 mai 1970 [11]
CLG-4 "Little Rock" "Galveston" 1 × Mc 7 2 06/03/1960 22.11.1976 [12]
CLG-5 „Oklahoma City” "Galveston" 1 × Mc 7 2 09/07/1960 15.12.1979
CGN-9 „Long Beach” "Plaja lunga" 1 × Mc 12 2 09/09/1961 1978 SAM demontat
CG-10 Albany "Albany" 2 × Mc 12 patru 03.11.1962 29.08.1980
CG-11 Columb "Albany" 2 × Mc 12 patru 01.12.1962 [13] 31.01.1975 [13]
CG-12 "Chicago" "Albany" 2 × Mc 12 patru 05/02/1964 03/01/1980

Evaluarea proiectului

Sistemul de apărare aeriană Talos a fost de utilizare limitată din cauza masei mari a rachetei, lansatorului și echipamentelor electronice aferente. Sistemul cu două canale necesita patru radare (două AN / SPG-49 și două AN / SPW-2 ). Instalarea unui astfel de sistem a fost posibilă numai pe navele cu deplasare mare, dar chiar și navele din clasa crucișătoarelor grele au întâmpinat probleme de stabilitate din cauza masei mari de echipamente instalate pe suprafața navei [14] .

Soarta proiectului

Sistemul de apărare aeriană Talos a încetat să fie folosit de Marina SUA în 1976. Pe crucișătorul Long Beach, sistemul de apărare aeriană a fost demontat în 1978; a rămas pe celelalte nave până când nava a fost retrasă din flotă. Ultima navă echipată cu sistemul de apărare aeriană Talos a fost crucișătorul Albany, dezafectat din flotă în august 1980. Talos a fost înlocuit cu rachete RIM-67 Standard , care au fost lansate de la un lansator Mk 10 mai mic.

Rachetele Talos neutilizate până în 1976 au fost transformate în rachete țintă supersonice MQM-8G Vandal. Stocul acestor rachete a fost epuizat până în 2008.

Note

  1. ↑ 1 2 Belavin N.I. Nave de rachete. - M .: Editura Militară, 1967, 272 p.
  2. ↑ 1 2 Phillip R. Hays Talos Mk 77 Sistem de control al focului cu rachete ghidate Arhivat la 28 decembrie 2010 la Wayback Machine la okieboat.com .
  3. ↑ 1 2 Phillip R. Hays History of the Talos Missile Guidance and Homing Systems Arhivat 5 iunie 2012 la Wayback Machine la okieboat.com .
  4. ↑ Gunner's Mate M 3 & 2, Ghidarea și controlul rachetelor, Comandamentul de sprijin pentru antrenament naval, NAVTRA 10199-B, 1972, pagina 81.
  5. ↑ 1 2 Scanning Interferometer-Beam Rider Guidance System, Carl W. Brown, Allen B. Reppert, Bill D. Dobbins, brevetul SUA nr. 3.677.500 18 iulie 1972.
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Talos Guidance System, Joseph Gulick, W. Coleman Hyatt și Oscar M. Martin, Jr., Johns Hopkins APL Technical Digest, volumul 3, numărul 2, 1982, pagina 142.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 Talos Control System, Fletcher C. Paddison, Johns Hopkins APL Technical Digest, volumul 3, numărul 2, 1982, pagina 154.
  8. ↑ The Unified Talos, Frank A. Dean, Johns Hopkins APL Technical Digest, volumul 3, numărul 2, 1982, pagina 123.
  9. ↑ Antenna Cap, Billy D. Dobbins, Angus C. Tregida și George W. Luke, Jr., US Patent No. 2.998.943 5 septembrie 1961
  10. ↑ The Talos Ship System, Elmer D. Robinson, Johns Hopkins APL Technical Digest, volumul 3, numărul 2, 1982, pagina 162.
  11. ↑ Cronologie - USS Galveston CL-93/CLG-3 . Asociația colegilor de nave USS Galveston. Preluat la 27 august 2010. Arhivat din original la 6 octombrie 2012.
  12. ↑ O scurtă istorie a USS Little Rock (link indisponibil) . Asociația USS Little Rock. Preluat la 27 august 2010. Arhivat din original la 23 decembrie 2010. 
  13. ↑ 1 2 Bun venit la bord (link descendent) . Asociația Veteranilor USS Columbus. Preluat la 27 august 2010. Arhivat din original la 2 noiembrie 2010. 
  14. ↑ Polmar, Norman. Marina SUA : radare  de bord (neopr.) . - Procesele Institutului Naval al Statelor Unite, 1978. - Decembrie.

Vezi și

Link -uri