Infrarot-homing

Arten der Infrarot-Leitfähigkeit

Infrarot-Leitfähigkeit ist eine Präzisionsleitungstechnologie, die es Raketen und anderen militärischen Geräten ermöglicht, Infrarotsignale zu erkennen und sich auf sie zu konzentrieren, die von einem Ziel, in der Regel einer Wärmequelle, ausgesendet werden. Es gibt verschiedene Arten von Infrarot-Leitgeräten, die auf ihrem Design und ihrer Funktionalität basieren:

• Suchertypen:

  Infrarotsucher können als entweder einbandig oder mehrbandig klassifiziert werden, abhängig vom Wellenlängenbereich, in dem sie arbeiten. Einbandige Sucher erkennen nur eine spezifische Infrarotwellenlänge, während mehrbandige Sucher mehrere Bänder gleichzeitig erfassen können, was die Zieldiskriminierung und Verfolgungsfähigkeiten verbessert.

• Kühlmethoden:

  Infrarot-Leitgeräte können entweder gekühlte oder ungekühlte Sucher haben. Gekühlte Sucher arbeiten bei kryogenen Temperaturen und benötigen ein Kühlsystem, um die Sensorkomponenten zu kühlen. Diese Methode erhöht die Empfindlichkeit, um schwache Infrarotsignale von fernen Zielen zu erkennen. Hingegen benötigen ungekühlte Sucher keinen Kühlmechanismus und arbeiten bei Umgebungstemperaturen. Sie sind robuster und benötigen weniger Wartung. Allerdings haben sie im Vergleich zu gekühlten Suchern eine reduzierte Sensitivität. Gekühlte Infrarotsucher werden häufig in Langstreckenraketensystemen verwendet, während ungekühlte Sucher für Kurz- bis Mittelstreckenraketen geeignet sind.

• Leitmodi:

  Infrarot-Leitgeräte können in verschiedenen Modi geleitet werden, wie aktiv, halbaktiv und passiv. Bei aktiver Führung gibt die Rakete ihre eigenen Infrarotsignale ab und erkennt die von dem Ziel reflektierten Wellen. Die Rakete ist vollständig autonom und unter ihrer Kontrolle. Bei halbaktiver Führung wird eine externe Zielbeleuchtung durch eine separate Quelle, wie ein Flugzeug oder Schiff, benötigt. Die Rakete sucht und richtet sich nach den Infrarotsignalen, die sie empfängt und die zuvor von dem externen Zielsystem ausgesendet wurden. Passive Führungs-Infrarot-Leitraketen basieren auf der Erkennung der vom Ziel emittierten Infrarotsignale ohne vorherige Beleuchtung. Sie sind selbstgesteuert und benötigen keine aktiven Emissionen, die ihre Position für feindliche Kräfte offenbaren könnten. Passive Führungsraketen sind für Gegner schwieriger zu erkennen und abzufangen, aufgrund ihrer eingebauten Infrarotsuchsysteme.

Wie man Infrarot-Leitgeräte auswählt

Es gibt mehrere Faktoren, die bei der Auswahl eines Infrarot-Leitgeräts, sei es eine Rakete oder ein Abwehrmittel, berücksichtigt werden sollten. Hier sind einige wichtige Faktoren:

• Zieltyp und -größe

  Der Zieltyp und die Größe wirken sich auf die Wahl des Infrarot-Leitgeräts aus. Größere und auffälligere Ziele werden leichter erkannt und verfolgt als kleinere und versteckte Ziele. Auch die Wärmeabstrahlung des Ziels beeinflusst die Erkennung. Ziele mit einer größeren Wärmeabstrahlung sind einfacher zu erkennen als solche mit einer kleineren Wärmeabstrahlung.

• Reichweite

  Die Reichweite des Infrarot-Leitgeräts ist ebenfalls ein wichtiger Faktor. Geräte mit längerer Reichweite können Ziele aus größerer Entfernung angreifen. Dies kann in militärischen Anwendungen von Bedeutung sein, in denen es bevorzugt wird, den Feind aus der Distanz anzugreifen. Die Reichweite des Geräts beeinflusst auch dessen Größe und Gewicht. Geräte mit einer längeren Reichweite sind typischerweise größer und schwerer.

• Leitung und Kontrolle

  Die Leitung und Kontrolle des Infrarot-Leitgeräts sind ebenfalls wichtige Faktoren. Einige Geräte verfügen über komplexere Leitungs- und Kontrollsysteme als andere. Diese Systeme können teurer sein und erfordern mehr Wartung. Einige Geräte können gestartet werden und die Zielverfolgung selbstständig durchführen, während andere fortlaufende Leitung und Kontrolle vom Betreiber benötigen.

• Abwehrmaßnahmen

  Das Ziel kann Abwehrmaßnahmen einsetzen, um sich gegen Infrarot-Leitangriffe zu schützen. Diese Abwehrmaßnahmen können Fackeln oder andere Täuschkörper umfassen, die den Infrarotsensor verwirren. Die Fähigkeit des Infrarot-Leitgeräts, sich gegen diese Abwehrmaßnahmen zu behaupten, ist ebenfalls ein wichtiger Faktor.

• Kosten

  Die Kosten des Infrarot-Leitgeräts sind ebenfalls ein wichtiger Faktor. Infrarot-Leitgeräte können teuer sein, und die Kosten können die Anzahl der angeschafften Geräte beeinflussen. Die Kosten des Geräts wirken sich auch auf das Niveau der verwendeten Technologie aus. Fortschrittlichere Technologien können teurer sein, bieten jedoch möglicherweise eine bessere Leistung.

Wie man verwendet, installiert und Produktsicherheit

Obwohl hauptsächlich in militärischen Geräten verwendet, wird diese Infrarot-Leittechnik zu einem integralen Bestandteil ziviler Drohnen- und Raketenleitungssysteme. Nachfolgend finden Sie einige Hinweise zur Verwendung und Installation.

Verwendung

• Startphase

  Das Leitungssystem wird eine Suchstrategie ausführen, wenn die Rakete in den operativen Bereich des Ziels eintritt. Die Strategie ermöglicht es der Rakete, das Ziel autonom zu suchen und zu erfassen. Frühere Operationen in der Startphase beinhalten, dass die Rakete mit hoher Geschwindigkeit bewegt, um ein großes Suchgebiet abzudecken.

• Zielerfassung

  Sobald die Rakete das Ziel erkannt hat, wird sie das Ziel mit dem Infrarot-Leitgerät verfolgen. Das IR-Gerät folgt dem von dem Ziel ausgesendeten Wärmesignal. Wenn die Rakete mit einem halbaktiven Leitungssystem ausgestattet ist, wartet sie, bis die Startplattform das Ziel mit Radar beleuchtet, um ihre IR-Sensoren zu aktivieren. Die Rakete bewegt sich dann auf das Ziel zu, sobald sie auf das Wärmesignal fixiert ist.

• Engagement-Phase

  Die Rakete tritt in die Engagement-Phase ein, nachdem sie das Ziel erfolgreich erfasst und verfolgt hat. Anschließend ignoriert sie alle Abwehrmaßnahmen und bewegt sich auf das Ziel zu. Während der Engagement-Phase wird die Rakete ihr an Bord befindliches IR-Leitgerät verwenden, um durch Hindernisse zu navigieren und das Ziel zu treffen. Sie ignoriert auch alle Abwehrmaßnahmen, die das Ziel einsetzt, wie Fackeln, um sie fehlzuleiten.

Installation

• Leitsoftware

  Während der initialen Installationsphase wird die Leitsoftware in das Raketen-System geladen. Die Software wird die Rakete anweisen, wie sie sich verhalten soll, sobald sie in den operativen Bereich des Ziels eintritt. Das Leitungspaket kann aktualisiert werden, um die Fähigkeiten der Rakete zu verbessern.

• Infrarotsensoren

  Die Infrarotsensoren werden an der Spitze der Rakete montiert. Die Sensoren sind an der Spitze positioniert, um sicherzustellen, dass sie eine klare Sicht auf das Ziel haben. Diese Anordnung ermöglicht es den IR-Sensoren, das Ziel genau zu erkennen und zu verfolgen. Sobald die Sensoren montiert sind, werden sie getestet, um sicherzustellen, dass sie korrekt funktionieren.

Produktsicherheit

• Abwehrmaßnahmen

  Abwehrmaßnahmen können das Leitungssystem der Rakete stören und daran hindern, das Ziel zu treffen. Fackeln sind das häufigste Abwehrmittel, das von Militärflugzeugen verwendet wird. Sie sind so konzipiert, dass sie das Wärmesignal des Ziels überstrahlen und die Aufmerksamkeit der Rakete ablenken. Um den Abwehrmaßnahmen entgegenzuwirken, muss das Leitungssystem der Rakete in der Lage sein, die Fackeln zu ignorieren und sich auf das Ziel zu konzentrieren.

• Zuverlässigkeit

  Zuverlässigkeit ist ein weiterer wichtiger Faktor, der die Leistung des Leitungssystems der Rakete beeinflusst. Das Leitungssystem der Rakete muss funktionieren, wenn sie gestartet wird. Jede Fehlfunktion kann dazu führen, dass die Rakete das Ziel nicht trifft. Während des Herstellungsprozesses wird jede Rakete getestet, um sicherzustellen, dass das Leitungssystem funktioniert. Der Testprozess kann für die Hersteller teuer und zeitaufwendig sein. Es ist jedoch notwendig, um sicherzustellen, dass das Produkt zuverlässig ist.

Funktionen, Merkmale und Design der Infrarot-Leitgeräte

Die Hauptfunktion der Infrarot-Leitfähigkeit besteht darin, eine Wärmequelle zu erkennen und zu verfolgen. Der Infrarotsucher macht dies, indem er nach dem Wärmesignal sucht, das vom Ziel ausgesendet wird. Sobald er fixiert ist, verfolgt er die Wärmequelle, bis er die Rakete oder das Waffensystem präzise leiten kann. Infrarot-Leitsysteme sind passiv und konzentrieren sich auf das Wärmesignal des Ziels. Sie sind keine aktiven Systeme wie Radar, die Signale aussenden. Das macht sie weniger anfällig für Abwehrmaßnahmen.

Einige wichtige Merkmale der Infrarot-Leitfähigkeit sind:

• Verfolgung: Infrarot-Leitfähigkeit kann Ziele automatisch erfassen und verfolgen. Dies erfolgt durch die anfängliche Suchphase, in der der Sucher nach einer starken Wärmequelle scannt. Sobald sie gefunden ist, kann sie Ziele wie Fahrzeuge oder Raketen verfolgen, selbst wenn sie sich bewegen.
• Leitung: Diese Systeme bieten terminale Leitung für Raketen während der letzten Phase vor dem Aufprall. Der Sucher konzentriert sich auf das Ziel, um eine genaue Leitung und Treffer zu gewährleisten.
• Typen von Sucherdesigns: Infrarot-Leitsysteme haben unterschiedliche Sucherdesigns. Einige verfügen über einen einzelnen Sensor, der sich dreht, oder über ein fixes Array mehrerer Sensoren, die ein einzelnes Objekt scannen. Alle Designs erfordern Optik, um die thermische Energie auf den Sensor zu fokussieren, damit diese umgewandelt werden kann.
• Abwehrmaßnahmen: Ziele können Abwehrmaßnahmen wie Fackeln verwenden, um Infrarot-Leitsysteme zu verwirren und abzulenken. Fackeln erzeugen hohe Hitze, um den Sucher zu täuschen, sodass er ihnen folgt anstatt dem tatsächlichen Ziel. Einige moderne Infrarotsysteme verwenden fortschrittliche Algorithmen, um solche Täuschkörper zu ignorieren und sich auf das ursprüngliche Zielsignal zu konzentrieren.

Das Infrarot-Leitsystem ist relativ einfach im Design. Es verfügt über ein Gehäuse, das es während des Raketenflugs schützt. Das Gehäuse isoliert den Sensor von der Wärme der Rakete. Als nächstes kommt das optische System, das die Infrarotenergie des Ziels auf den Sensor lenkt. Der Sensor erkennt und wandelt die Infrarotstrahlung in elektrische Signale um. Diese Signale werden verarbeitet, um den Standort des Ziels zu bestimmen. Die anfängliche Zielerfassung erfordert ein breites Sichtfeld. Danach wird der Fokus verengt, um das Ziel zu verfolgen und zu leiten. Schließlich gibt es einen Schaltkreis, der die Sensordaten verarbeitet und die Rakete zum Ziel führt.

Fragen & Antworten

F1: Wie weit kann eine Infrarot-Leitraum reisen?

A1: Die Reichweite einer IR-Leitraum hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich Design, Größe, Geschwindigkeit und Betriebsumgebung. Im Allgemeinen können Kurzstreckenraketen Ziele bis zu 50 km erreichen. Langstreckenraketen können Ziele über 100 km erreichen.

F2: Können IR-geführte Raketen nachts funktionieren?

A2: Ja. Das Infrarot-Leitsystem erkennt die Wärme, die vom Ziel emittiert wird. Es ist nicht von sichtbarem Licht abhängig. Daher können IR-geführte Raketen in dunklen Umgebungen oder nachts arbeiten.

F3: Was sind die Einschränkungen der Infrarot-Leitfähigkeit?

A3: Die Leistung von IR-Raketen kann durch Abwehrmaßnahmen wie Fackeln beeinträchtigt werden. Diese Geräte erzeugen eine große Menge an Wärme, um die Rakete abzulenken. Auch Nebel, Rauch oder Wolken können die Infrarotsensoren daran hindern, das Ziel zu erkennen.

F4: Was ist der Unterschied zwischen aktiver und passiver Infrarotleitung?

A4: Eine aktive Infrarot-Leitraum sendet Signale aus, die nach dem Ziel suchen und sich darauf fixieren. Passive IR-geführte Raketen hingegen erkennen nur die vom Ziel emittierten Signale.

F5: Was sind die Trends in der Infrarot-Leittechnologie?

A5: Hersteller entwickeln fortschrittliche IR-Sensoren mit besserer Auflösung und Sensitivität. Diese Sensoren können in verschiedenen Spektren wie langwelligem Infrarot (LWIR) und mittelwelligem Infrarot (MWIR) betrieben werden. Sie entwickeln auch intelligente Algorithmen, die Rauschen und Abwehrmaßnahmen herausfiltern können.