Infrardeče vodenje: Razlika med redakcijama
Izbrisana vsebina Dodana vsebina
Brez povzetka urejanja |
|||
Vrstica 3:
Prve poskuse z IR vodenjem [[Izstrelek zemlja-zrak|protiletalskih]] raketnih izstrelkov za prestrezanje bombnikov so izvedli že Nemci med [[Druga svetovna vojna|2. svetovno vojno]]. Načrtovan je bil izstrelek [[Izstrelek Enzian|Enzian]], vendar do konca vojne ni bil uveden v operativno uporabo. Prvi izstrelki so prišli v operativno rabo šele z razvojem miniaturne [[Elektronika|elektronike]] sredi [[1950.|50. let]] 20. stoletja, vendar so imeli številne omejitve in zato niso dosegli večjih uspehov. Šele po letu 1970 je razvoj prinesel povečano učinkovitost tovrstnega orožja, ki je z različnimi izboljšavami v uporabi še dandanes. Ocenjeno je, da je bilo v različnih konfliktih več kot 80% vseh izgub v zračnih bojih povzročenih z orožji z IR vodenjem.
==
[[Slika:IR guidance coordinates.jpg|sličica|Tarča v koordinatnem sistemu infrardečega senzorja.]]
Osrednji del IR vodenja je infrardeča glava, ki je nameščena v nosu izstrelka. Sestoji iz ''infrardečega sledilnega koordinatorja'' in ''[[Avtopilot|avtopilota]]''. Sledilni koordinator mora natančno slediti želenemu viru IR valovanja v čim širšem [[Vidno polje|vidnem polju]]. V želji po čimbolj natančnem lociranju cilja in izločitvi vpliva IR valovanja iz okolice je potrebno vidni kot zožiti toliko, da se doseže potrebna natančnost, vendar ne toliko, da bi bila preveč zmanjšana jakost sprejetega IR valovanja. To je možno doseči s sistemom [[Leča (optika)|leč]] in [[Zrcalo|zrcal]], podobno, kot pri [[Daljnogled|daljnogledih]]. Da pa se ohrani zmožnost sledenja cilju v širokem vidnem kotu, je celoten sklop detektorja IR valovanja in sistema fokusiranja nameščen na [[Kardanski sklop|kardanski]] sistem, ki omogoča usmerjanje [[Optična os|optične osi]] IR detektorja v poljubno točko znotraj celotnega vidnega polja, neodvisno od trenutne smeri vzdolžne osi izstrelka. S tem je zagotovljeno sledenje tudi v primeru, ko os izstrelka ni poravnana s smerjo cilja. Navadno je trenutni vidni kot detektorja omejen na 1 - 2[[Kotna stopinja|°]], celotno vidno polje pa ponavadi dosega nekaj 10° od vzdolžne osi izstrelka.
[[Slika:Infrared seeker sensitivity and background discrimination problem.svg|sličica|Viri infrardečega valovanja. Naloga sistema IR vodenja je čim manjša občutljivost na neželene vire IR valovanja iz okolice.]]
Položaj cilja glede na izstrelek je opredeljen z dvema parametroma: kotom med vzdolžno osjo IR senzorja in položajem cilja β, ter faznim kotom glede na ničelni položaj detektorja φ. Prvi kot označuje merilo za oddaljenost cilja od vzdolžne osi detektorja, drugi pa smer proti cilju. Naloga infrardeče glave je določitev smeri cilja glede na izhodiščno os (kot φ) in samodejno usmerjanje optične osi IR detektorja proti cilju (zmanjševanje kota β proti vrednosti nič).
[[Slika:IR coordinator.png|sličica|400x400_pik|Shematični prikaz sledilnega koordinatorja: 1 - primarno zrcalo, 2 - sekundarno zrcalo, 3 - leča, 4 - modulacijski disk, 5 - IR detektor, 6 - trajni magnet rotorja, 7 - senčnik, 8 - tuljava za merjenje kota odmika, 9 - precesijska tuljava, 10 - gonilna tuljava, 11 - detekcijska tuljava ]]
Naloga sledilnega koordinatorja je samodejno sledenje cilju znotraj celotnega vidnega polja. Sledilni koordinator določa odmik cilja od optične osi koordinatorja ter na podlagi tega generira krmilne signale, ki usmerijo optično os koordinatorja proti cilju. Obenem koordinator generira tudi krmilne signale za avtopilota, ki usmerja izstrelek.
Vrstica 17:
Za zagon in vzdrževanje vrtilne hitrosti rotorja služijo gonilne tuljave [10], ki delujejo na enak način, kot pri [[Brezkrtačni električni motor|brezkrtačnih motorjih]]. Pri manjših izstrelkih kratkega dosega, kot so na primer prenosna protiletalska orožja, so gonilne tuljave navadno nameščene v izstrelilni cevi, ne v samem izstrelku.
Vrtenje trajnega magneta inducira električno napetost v detekcijskih (referenčnih) tuljavah [11] in tuljavi za merjenje odklona optične osi koordinatorja [8]. Detekcijske tuljave so poravnane s krmilnimi osmi izstrelka in tudi krmilnimi površinami in služijo merjenju trenutnega položaja rotorja glede na koordinatni sistem izstrelka. V tuljavi za merjenje odklona rotorja se inducira električna napetost, katere velikost je sorazmerna kotu odklona optične osi koordinatorja od vzdolžne osi izstrelka. Ta signal uporablja avtopilot za vodenje izstrelka, obenem pa se ga uporablja tudi pred izstrelitvijo za poravnavo optične osi koordinatorja z vzdolžno osjo izstrelka. S tem je koordinator naravnan v znano smer, kar olajša namerjanje orožja.
Primarno zrcalo zbira vpadno IR valovanje in ga usmerja na sekundarno zrcalo. To prejeto IR valovanje usmeri skozi sistem leč in modulacijski disk [4] na [[Fotodioda|fotodiodo]] oz. [[Fotoupornik|fotoupor]] [5], ki energijo IR valovanja pretvori v električni signal. Naloga modulacijskega diska je [[modulacija]] parametrov IR valovanja v odvisnosti od odmika cilja od optične osi koordinatorja (kot β) in položaja cilja glede na krmilne osi (kot φ). Na podlagi izmerjenega faznega kota in njegovo smer se generira električni tok, s katerim se napaja precesijsko tuljavo [9]. Naloga te tuljave je obračanje rotorja koordinatorja proti cilju tako, da se optična os koordinatorja poravna s smerjo proti cilju.
== Iskanje cilja in modulacija ==
Ena od nalog sledilnega koordinatorja je določitev položaja cilja glede na optično os IR detektorja, in sicer v [[Polarni koordinatni sistem|polarnih koordinatah]]. To je možno doseči z [[Modulacija|modulacijo]] infrardečega valovanja, ki ga sprejema detektor v odvisnosti od oddaljenosti od središča (optične osi) in polarnega kota.
=== Amplitudno - fazna modulacija ===
[[Slika:Spin scan.png|sličica|Osnovna shema modulacijskega diska (skica a) za amplitudno-fazno modulacijo in časovni potek električnega signala iz IR detektorja glede na vodoravno referenčno os x. Skica b prikazuje izvedbo modulacijskega diska z boljšo zmožnostjo izločanja ploskovnih virov IR valovanja.]]
Amplitudno - fazna modulacija je najzgodnejši način delovanja IR vodenja, ki izvira iz nemških medvojnih poskusov, kasneje je bil uporabljen v prvih izstrelkih zrak-zrak z IR vodenjem. Pri tem načinu je pred detektor IR valovanja nameščen modulacijski disk, ki se vrti skupaj z rotorjem sledilnega koordinatorja in periodično prekinja vpadlo infrardeče valovanje.
Modulacijski disk (glej skico a) sestoji iz dveh polovic. Ena polovica je polprosojna in prepušča 50% jakosti vpadlega valovanja. Na drugi polovici se izmenjujejo radialni prosojni in neprosojni odseki (skica a). V primeru točkovnega izvora IR valovanja ima modulirano IR valovanje pri prehodu skozi polprosojni del konstantno polovično jakost, zaporedje prosojnih in neprosojnih odsekov pa povzroči, da je IR valovanje izmenično prekinjeno, zaradi česar detektor generira izmenični električni signal, ki ima enosmerno komponento. Večji oziroma ploskovni izvori IR valovanja, kot so na primer vroča tla, sonce in oblaki, generirajo enosmerni signal brez dodanega izmeničnega signala, na podlagi česar je vpliv takih izvorom možno izločiti.
Ker se dolžina poti preko prosojnih odsekov spreminja s polmerom, se tudi [[amplituda]] signala spreminja glede na odmik izvora IR valovanja od središča (in s tem od optične osi). Če izvor IR valovanja leži na optični osi, je amplituda signala praktično enaka nič, proti obodu pa narašča.
Signal iz detektorja IR valovanja se filtrira in ojači. V naslednji fazi se odstrani enosmerno komponento signala, da se dobi prekinjeni sinusni signal. Ta signal se uporablja tudi kot zvočna indikacija strelcu, kako dobro detektor razločuje želeni cilj od drugih, neželenih izvorov IR valovanja. Z uporabo detektorja ovojnice in filtriranja se iz prekinjenega sinusnega signala izloči osnovni [[Sinusno nihanje|sinusni signal]] s frekvenco, enako vrtilni hitrosti modulacijskega diska. Fazni kot tega signala se nato primerja s faznim kotom referenčnih signalov v vodoravni in navpični smeri, kar služi popravkom smeri izstrelka.
[[Kategorija:Zračna obramba]]
| |||