Talos (luftværnsmissilsystem)

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 15. juli 2019; checks kræver 5 redigeringer .

"Talos" ( eng.  Talos ) er et amerikansk skibsbåret langtrækkende antiluftskyts missilsystem . Oprettet i 1958 var de første rederier tre Galveston-klasse krydsere , ombygget i 1958-1961 [1] .

Sammensætning

Sammensætningen af ​​Talos luftforsvarssystem omfattede følgende komponenter [2] :

Derudover interagerede luftforsvarssystemet med nogle skibssystemer, der ikke var en del af det [2] :

Princippet om missilstyring

I 1945 var teorien om automatisk missilstyring i sin vorden. I 1925 blev princippet om at styre missiler ved hjælp af en lysstråle først foreslået. En raket med fotoceller installeret i haleafsnittet blev affyret ind i en søgelysstråle, som blev rettet fra en jordstation mod et fjendtligt fly. Fra signalerne fra fotocellerne genererede raketten styresignaler til rorene, som holdt raketten i søgelysstrålen og til sidst bragte den i fysisk kontakt med målet. Under Anden Verdenskrig udviklede briterne det Brakemine- styrede missil , som var rettet mod et luftmål ved hjælp af en radarstråle. Ingen af ​​disse projekter blev bragt til en brugbar enhed, og principperne for at styre missiler på en lang (100 km eller mere) rækkevidde var slet ikke kendt [3] [4] .

Bumblebee-projektet, inden for hvilket Talos-raketten blev skabt, skulle bruge det samme princip for styring langs radarstrålen (i litteraturen kaldes dette princip undertiden "sadelstrålen"). Den største ulempe ved dette princip var, at bredden af ​​radarstrålen steg med rækkevidden, så føring var kun mulig på de afstande, hvor strålebredden ikke oversteg ødelæggelsesradiusen af ​​missilets sprænghoved [3] [5] . For at øge den maksimale interception-rækkevidde til 100 miles eller mere, blev det besluttet at kombinere strålestyring i marchafsnittet af banen med målsøgning i slutfasen af ​​interception [6] .

Den tekniske implementering af homing-princippet var et separat problem. Det var ikke muligt at placere en tilstrækkelig kraftig sender på raketten, der ville gøre det muligt for målsøgningshovedet at fange et mål i en afstand af 20 km eller mere, så det blev besluttet at bruge princippet om semi-aktiv målsøgning - kun modtageren var placeret på raketten blev målet bestrålet af en kraftig emitter installeret på transportskibet [5] .

I det enkleste tilfælde kræver strålestyring brugen af ​​en enkelt radar - i dette tilfælde udfører målsporingsradaren samtidig funktionen med at styre missilet. Denne metode er imidlertid ineffektiv, når man opsnapper manøvrerende objekter med høj hastighed, når målets azimut og/eller elevationsvinkel ændrer sig hurtigt. Efter radarstrålen er missilet konstant bag målet, mens missilet med hensyn til aflytningseffektivitet bør rettes med noget bly. Ellers kan missilet muligvis ikke indhente et hurtigere mål eller helt opbruge brændstof, når det opsnapper et langsommere. Fra dette synspunkt er det tilrådeligt at adskille målsporing og missilkontrol. Derfor blev der i Talos luftforsvarssystemet brugt to radarer i hver af de to kanaler - AN / SPG-49 og AN / SPW-2 .

Aflytningsfaser

Målaflytning består af henholdsvis tre faser, missilbanen er opdelt i tre sektioner:

Accelerationssektion

Inden lanceringen orienterer systemet gyroskoperne. Sammen med den passende kontrolsløjfe sørger det ene af gyroskoperne for, at rakettens retning forbliver uændret under driften af ​​raketforstærkeren, det andet holder en krængningsvinkel på nul under hele flyvningen.

Efter lanceringen af ​​boosteren med fast drivmiddel forlader raketten affyringsrampen og fortsætter med at bevæge sig i den retning, der er angivet af guidens startposition. Det gyroskopiske system giver under accelerationsfasen en afvigelse fra den oprindelige retning på højst 5 °. Dette er nødvendigt, så missilet i slutningen af ​​accelerationssektionen er i strålen fra AN/SPW-2- styreradaren , som vil lede missilet til målet i den marcherende sektion af banen [7] . Følgelig skal styreradarens stråle være bred nok (mindst 10°), og derfor, når rakettens boostsektion er tæt på vandret, opstår der interferens på grund af refleksionen af ​​radarsignalet fra vandoverfladen. Dette pålægger begrænsninger for elevationsvinklen af ​​guiden under opstart. Raketten kan affyres i højdevinkler inden for 25-55° [8] .

Raketkontrol på den øverste scene har nogle ejendommeligheder. Da en vinge designet til supersoniske hastigheder er ineffektiv i subsonisk flyvning, overvurderes forstærkningerne i kontrolsløjferne i den indledende fase af flyvningen med en faktor på 2,6. 1,75 s efter opsendelse, når supersonisk hastighed er nået, vil systemet automatisk reducere forstærkningerne til normale niveauer [7] . Modtagerenheden er desuden beskyttet mod et kraftigt radarsignal, som på korte afstande kan beskadige følsom elektronik. Modtagelsesantennen ved lanceringen er dækket af et tyndt beskyttende hus lavet af en legering med lavt smeltepunkt. I boostersektionen opvarmes raketten på grund af luftfriktion, beskyttelseshylsteret smelter, og når raketten kommer ind i marchsektionen, er modtageantennen klar til normal drift [9] .

Marching sektion

Den marcherende sektion af banen begynder med adskillelsen af ​​affyringsboosteren og lanceringen af ​​anden trins jetmotor. Kontrolsystemet i denne fase af aflytning skifter fra modusen for stabilisering af bevægelsesretningen til modusen for at følge styreradarens stråle [7] . I dette øjeblik er raketten i strålen fra AN / SPW-2- radaren installeret på transportskibet. Missilets styresignalmodtager modtager radarsignaler og sender dem til styresystemet, som bringer missilet til strålens symmetriakse. Når et missil fanges af kontrolradaren, for at øge styringens nøjagtighed, reducerer systemet bredden af ​​styrestrålen [6] .

På dette stadium af aflytning gøres forstærkningen i kontrolsløjfen afhængig af lufttrykket, da atmosfærens tæthed og følgelig effektiviteten af ​​rorene afhænger af den. På grund af dette afhænger rakettens reaktionshastighed for at styre signaler ikke af flyvehøjden [7] .

Under pegning afviger strålens akse fra det punkt, hvor raketten skal bevæge sig, og laver en konisk bevægelse rundt om dette punkt med en frekvens på 30 rpm. Strålens bredde og afvigelsen af ​​dens akse fra målretningen er henholdsvis 3° og 0,85° [6] (ifølge andre kilder, 4° og 2° [10] ). Vejledningsradaren, der opererer i 5-6 GHz-båndet, genererer grupper på tre impulser med et kort interval mellem impulserne og et langt interval mellem grupperne. Tidsintervallet mellem grupperne varierer afhængigt af, hvilken fase af den koniske scanning strålen befinder sig i, hvilket resulterer i, at frekvensen af ​​gentagelse af grupper af impulser varierer fra 850 til 950 Hz. Den maksimale gentagelseshastighed på 950 Hz nås i det øjeblik, hvor strålen er i den øverste venstre position i forhold til rotationsaksen, minimumsfrekvensen på 850 Hz er i den nederste højre position i forhold til skibet. Der dannes således et frekvensmoduleret pulssignal med en modulationsfrekvens på 30 Hz og en frekvensvariation på 850–950 Hz. Baseret på dette signal genererer raketmodtageren et reference sinusformet signal med en frekvens på 30 Hz, som bruges som referencefrekvens ved bestemmelse af signalernes faseforskydning.

For en anden position af raketten i styrestrålens virkeområde er billedet af det modtagne signal anderledes. I det generelle tilfælde varierer amplituden af ​​de modtagne impulser sinusformet. Den maksimale værdi af impulserne afhænger også af rakettens position. Hvis raketten er placeret på en cirkel, langs hvilken stråleaksen scanner rummet, er denne værdi maksimal. Jo tættere raketten er på strålens rotationsakse, jo mindre er denne værdi. Således modtager missilkontrolsystemet fra styringsradaren [6] :

Efter at have beregnet missilets afvigelsesvektor fra målretningen, genererer styresystemet signaler til de ror, der fører missilet til den ønskede bane [6] .

Da der kan være flere ledestationer på et skib, og flere missiler kan være i flyvning på samme tid, er det nødvendigt at skelne mellem signaler fra forskellige styrestationer. Stationens identifikationstræk er intervallerne mellem impulser i tre-impulsgrupper [6] .

Det lederadarsignal, som missilet modtager, sendes tilbage af en antenne, der er monteret i haleafsnittet. Dette signal modtages af AN / SPW-2 radaren og bruges til at beregne rækkevidden og vinkelkoordinaterne for missilet for at bruge dem til at beregne styrebanen. Kompensation for skibets rulning udføres af styresystemet, som foretager rettelser til styresignalerne i overensstemmelse med gyrosensorens signal [6] .

Cirka 10 sekunder før mødet med målet, bliver raketten, på et signal fra transportskibet, overført til målsøgningstilstand [6] .

Terminalområde

Ved aflytningens terminale fase rettes missilet mod målet i den semi-aktive målsøgningstilstand, styret af AN/SPG-49 radarsignalet reflekteret fra målet , som skiftes til den kontinuerlige strålingstilstand [7] .

Styring udføres ved at opretholde en konstant kursvinkel for målet i forhold til missilet. Takket være dette flyver missilet ikke præcist mod målet, men ad en mere optimal bane med en føring til det punkt, hvor missilet og målet ved en given hastighed skal mødes. 4 interferometriske sensorer i missilets hoved modtager signaler fra målet, der bestemmer dets vinkelkoordinater. Ved ændring af målets vinkelkoordinater genererer missilkontrolsystemet en kontrolhandling på rorene, som opretholder en konstant kursvinkel for målet [6] .

Start kompleks

Taktiske og tekniske karakteristika

Komplekset havde følgende karakteristika [1] :

Fragtskibe

Kronologi

Tabellen for skibe med Talos luftforsvarssystem angiver datoerne for ibrugtagning efter genopbygningen i forbindelse med installationen af ​​luftforsvarssystemet, og datoen luftforsvarssystemet blev taget ud af drift på grund af demontering (noteret i noten) eller tilbagetrækning af skibet fra flåden.

Skib Type PU
SPG-49 radarer		 SAM
i drift 		SAM
nedlagt 		Bemærk
CLG-3 "Galveston" "Galveston" 1 × Mk 7 2 28/05/1958 25. maj 1970 [11]
CLG-4 "Little Rock" "Galveston" 1 × Mk 7 2 06/03/1960 22/11/1976 [12]
CLG-5 "Oklahoma City" "Galveston" 1 × Mk 7 2 09/07/1960 15-12-1979
CGN-9 "Long Beach" "Lang strand" 1 × Mk 12 2 09/09/1961 1978 SAM afmonteret
CG-10 Albany "Albany" 2 × Mk 12 fire 03.11.1962 29/08/1980
CG-11 Columbus "Albany" 2 × Mk 12 fire 01.12.1962 [13] 31/01/1975 [13]
CG-12 "Chicago" "Albany" 2 × Mk 12 fire 05/02/1964 03/01/1980

Projektevaluering

Talos luftforsvarssystem var af begrænset brug på grund af den store masse af missilet, løfteraketten og tilhørende elektronisk udstyr. To-kanalsystemet krævede fire radarer (to AN / SPG-49 og to AN / SPW-2 ). Installationen af ​​et sådant system var kun mulig på skibe med stor deplacement, men selv skibe af den tunge krydser-klasse oplevede problemer med stabiliteten på grund af den store masse af udstyr installeret på overfladen af ​​skibet [14] .

Projektets skæbne

Talos luftforsvarssystem holdt op med at blive brugt af den amerikanske flåde i 1976. På Long Beach-krydseren blev luftforsvarssystemet demonteret i 1978; det forblev på de andre skibe, indtil skibet blev trukket tilbage fra flåden. Det sidste skib udstyret med Talos luftforsvarssystem var krydseren Albany, der blev taget ud af flåden i august 1980. Talos blev erstattet af RIM-67 Standard missiler , som blev affyret fra en mindre Mk 10 løfteraket.

Talos-missiler, der ikke blev brugt i 1976, blev omdannet til supersoniske målmissiler MQM-8G Vandal. Beholdningen af ​​disse missiler var brugt op i 2008.

Noter

  1. ↑ 1 2 Belavin N.I. Missilskibe. - M .: Militært forlag, 1967, 272 s.
  2. ↑ 1 2 Phillip R. Hays Talos Mk 77 Guided Missile Fire Control System Arkiveret 28. december 2010 på Wayback Machine på okieboat.com .
  3. ↑ 1 2 Phillip R. Hays Historien om Talos Missile Guidance and Homing Systems Arkiveret 5. juni 2012 på Wayback Machine på okieboat.com .
  4. ↑ Gunner's Mate M 3 & 2, Missile Guidance and Control, Naval Training Support Command, NAVTRA 10199-B, 1972, side 81.
  5. ↑ 1 2 Scanning Interferometer-Beam Rider Guidance System, Carl W. Brown, Allen B. Reppert, Bill D. Dobbins, US Patent No. 3.677.500 18. juli 1972.
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Talos Guidance System, Joseph Gulick, W. Coleman Hyatt og Oscar M. Martin, Jr., Johns Hopkins APL Technical Digest, bind 3, nummer 2, 1982, side 142.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 Talos Control System, Fletcher C. Paddison, Johns Hopkins APL Technical Digest, bind 3, nummer 2, 1982, side 154.
  8. ↑ The Unified Talos, Frank A. Dean, Johns Hopkins APL Technical Digest, bind 3, nummer 2, 1982, side 123.
  9. ↑ Antenne Cap, Billy D. Dobbins, Angus C. Tregida og George W. Luke, Jr., US Patent No. 2.998.943 5. september 1961
  10. ↑ The Talos Ship System, Elmer D. Robinson, Johns Hopkins APL Technical Digest, bind 3, nummer 2, 1982, side 162.
  11. ↑ Kronologi - USS Galveston CL-93/CLG-3 . USS Galveston Shipmates Association. Hentet 27. august 2010. Arkiveret fra originalen 6. oktober 2012.
  12. ↑ En kort historie om USS Little Rock (linket er ikke tilgængeligt) . USS Little Rock Association. Hentet 27. august 2010. Arkiveret fra originalen 23. december 2010. 
  13. ↑ 1 2 Velkommen ombord (downlink) . USS Columbus Veterans Association. Hentet 27. august 2010. Arkiveret fra originalen 2. november 2010. 
  14. ↑ Polmar, Norman. USNavy: Shipboard Radars  (neopr.) . - United States Naval Institute Proceedings, 1978. - December.

Se også

Links