فهرست مطالب
پژوهشگران چینی یک حسگر لیدار تک‌فوتونی را برای نصب روی موشک شبیه‌سازی کرده‌اند که بر اساس نتایج این پژوهش می‌تواند جنگنده رادارگریز F-35C را هنگام شب از فاصله ۳۸.۲ مایلی، حدود ۶۱.۵ کیلومتری شناسایی کند.
به گزارش سرویس فناوری تکناک، این فناوری هنوز در مرحله مدل‌سازی کامپیوتری قرار دارد و برای تبدیل شدن به یک سیستم عملیاتی به توسعه و آزمایش‌های بیشتری نیاز دارد.
محققان آکادمی موشک‌های هواپرتاب چین این حسگر را با هدف بررسی روشی تازه برای شناسایی هواپیماهای رادارگریز طراحی کرده‌اند. این روش می‌تواند در آینده در کنار رادار و حسگرهای فروسرخ برای کشف و ردیابی اهداف هوایی استفاده شود.
شناسایی هواپیماهای رادارگریز با حسگر لیدار تک‌فوتونی
حسگر شبیه‌سازی‌شده از لیدار تک‌فوتونی با طول موج ۱۰۶۴ نانومتر استفاده می‌کند. لیدار پالس‌های لیزری را به سمت هدف ارسال می‌کند و سپس نور بازتاب‌شده از سطح آن را اندازه می‌گیرد. سامانه‌های تک‌فوتونی توانایی شناسایی سیگنال‌های نوری بسیار ضعیف را دارند و به همین دلیل برای کاربردهایی با محدودیت اندازه و توان مناسب هستند.
طراحان موشک با محدودیت‌هایی مانند فضای داخلی کم، وزن محدود و توان الکتریکی پایین روبه‌رو هستند. پژوهشگران به همین دلیل یک مجموعه اپتیکی کوچک را برای این حسگر در نظر گرفتند. شبیه‌سازی آنها از پالس‌های لیزری یک میلی‌ژولی و یک عدسی ۱۰۰ میلی‌متری استفاده می‌کند.
محققان در محاسبات خود عبور نور از جو، روشنایی پس‌زمینه آسمان و نویز آشکارساز را نیز در نظر گرفتند. زمان بازیابی آشکارساز یکی دیگر از عوامل مهم بود. آشکارساز پس از دریافت یک فوتون به مدت کوتاهی نیاز دارد تا برای ثبت فوتون بعدی آماده شود.
بیشتر بخوانید: اولین جنگنده F-35A آلمان رونمایی شد
نتایج مدل نشان داد که حسگر برای دستیابی به ردیابی قابل استفاده به نسبت سیگنال به نویز ۸.۸ دسی‌بل نیاز دارد. همچنین پژوهشگران محاسبه کردند که دریافت حداقل ۹.۴ فوتون می‌تواند سیگنال بازگشتی کافی برای آغاز ردیابی هدف ایجاد کند.
شرایط نوری تأثیر قابل توجهی بر برد این حسگر داشت. مدل شبیه‌سازی‌شده توانست جنگنده F-35C را در روشنایی روز از فاصله ۱۷.۲ مایلی، حدود ۲۷.۷ کیلومتری شناسایی کند. این برد هنگام شب به ۳۸.۲ مایل، حدود ۶۱.۵ کیلومتری افزایش یافت.
کاهش نور پس‌زمینه آسمان در شب دلیل اصلی افزایش برد اعلام شده است. محیط تاریک‌تر به حسگر اجازه می‌دهد بازتاب‌های ضعیف لیزر از بدنه هواپیما را راحت‌تر از نویز محیط تشخیص دهد.
همچنین پژوهشگران دقت اطلاعات دریافتی از هدف را در فاصله ۱۷.۲ مایلی بررسی کردند. دقت اندازه‌گیری عمق در این فاصله حدود ۸ اینچ، نزدیک به ۲۰ سانتی‌متر بود. وضوح عرضی نیز به حدود ۲۰ اینچ، نزدیک به ۵۱ سانتی‌متر رسید. چنین داده‌هایی می‌توانند اطلاعات بیشتری از موقعیت و مشخصات هدف در اختیار سیستم هدایت موشک قرار دهند.
بیشتر بخوانید: بشقاب پرنده سرنشین‌دار واقعی در چین به پرواز درآمد
پرتو باریک لیدار محدودیت اصلی این فناوری است
افزایش برد شناسایی به این معنا نیست که حسگر لیدار تک‌فوتونی می‌تواند به سادگی هواپیما را در آسمان پیدا کند. لیدار از یک پرتو باریک استفاده می‌کند و نمی‌تواند مانند رادار محدوده وسیعی از آسمان را به‌طور هم‌زمان جست‌وجو نماید. این ویژگی پیدا کردن هدف را دشوار می‌کند و می‌تواند نیاز به دریافت موقعیت اولیه هدف از حسگرهای دیگر را افزایش دهد.
این محدودیت در برابر جنگنده‌ای مانند F-35 اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. این هواپیما می‌تواند موشک هوا‌به‌هوای دوربرد AIM-120D-3 AMRAAM را حمل کند که برای درگیری با اهداف در فاصله‌های طولانی طراحی شده است. F-35 برای نبردهای نزدیک‌تر نیز از AIM-9X Sidewinder استفاده می‌کند که به حسگر فروسرخ تصویری مجهز است.
پژوهشگران چینی طول موج ۱۰۶۴ نانومتر را تا حدی به این دلیل انتخاب کردند که هواپیماهای رادارگریز، تجهیزات مقابله‌ای اختصاصی کمتری برای حسگرهای فعال مبتنی بر لیزر دارند. این روش می‌تواند راه دیگری برای شناسایی هواپیماهایی باشد که طراحی آنها بیشتر بر کاهش سطح مقطع راداری تمرکز دارد.
چین پیش از این نیز چند فناوری لیزری هوابرد را معرفی کرده است. مؤسسه تحقیقاتی ۳۰۳ به تازگی یک غلاف سلاح لیزری را در رویدادی در پکن به نمایش گذاشت. شرکت هواپیماسازی شنیانگ نیز در برخی طرح‌های مرتبط با جنگنده‌های رادارگریز آینده چین به تسلیحات لیزری اشاره کرده است.
پژوهش جدید کاربرد احتمالی دیگری را برای فناوری لیدار در حوزه نبرد هوایی مطرح می‌کند. با وجود این، ارقام اعلام‌شده فقط نتیجه یک مدل کامپیوتری هستند و هنوز عملکرد این حسگر روی یک موشک واقعی آزمایش نشده است. تبدیل این طرح به یک سیستم عملیاتی به توسعه مهندسی و آزمایش در شرایط واقعی نیاز دارد. این پژوهش در نشریه علمی داوری‌شده چینی Aero Weaponry منتشر شده است.
