چگونگي استفاده از ليزر براي هدف يابي
نورهاي نظامي
عميد نمازي خواه
|
|
ليزر در واقع حروف اول عبارت: Light Amplificatio by Stimulatio Emissio Of Radiatio به معناي تقويت نور به وسيله گسيل القايي تابش است.
كاربردهاي نظامي ليزر همواره رقم سنگيني را در توليد سيستم هاي ليزري به خود اختصاص داده است. يكي از مهمترين كاربردهايي كه امروزه در زمينه هاي نظامي وجود دارد فاصله ياب ليزري است. توانايي ليزر در تعيين موقعيت هدف با دقت بالا و سرعت بالا غير قابل انكار است. ليزرها به علت داشتن واگرايي كم بعد از طي مسافت زياد به عنوان فاصله ياب مورد استفاده قرار مي گيرند. اينك وضعيت به گونه اي است كه هر هواپيماي جنگي كه براي ضربه زدن به هدف هاي زميني از روش فرود و خيز استفاده مي كند، شانس زيادي به مصون ماندن در مقابل موشك هاي زمين به هواي، پيچيده پدافند موجود در اكثر نيروهاي مسلح دنيا ندارد. در اينجا مي خواهيم به طور ساده ساز و كار فاصله ياب ليزري و استفاده آن صحبت كنيم.
تكنولوژي نبرد مدرن تانك از جنگ جهاني دوم به اين طرف تا چنان حدي پيشرفت كرده است كه اينك راي بر كمال مطلوب براي تانك ها اختصاص اولين ضربه به خود و تخريب ماشين زرهي دشمن پيش از امكان واكنش آن است. بيشتر حملات آمريكايي ها در ويتنام شمالي با استفاده از سلاح هاي هدايت شده با ليزر صورت گرفت و كارايي آن بسيار خوب بود. در آن زمان از بمب هاي معمولي دست كاري شده كه با كلاهك هاي جستجوگر ليزري مجهز شده بود استفاده شد. اين توانايي اندازه گيري سريع و دقيق كه با جديت بسيار در دستگاه هاي مسافت ياب و هدف ياب مورد استفاده قرار مي گيرند، اكنون بر روي هواپيماهاي جنگي نظير هارير (Harriers) و جگوار ( Jagvars of R.A.F (Royal Air Craft Force قرار ديده مي شوند.
ليزرهاي فاصله ياب معمولاً كاربرد نظامي دارند. اينك از ليزرها به عنوان ضدموشك و برد و هدايت اسلحه و ... استفاده مي شود. هواپيماهاي جنگي براي مصون ماندن از پدافندهاي مجهز به ليزر بايد در ارتفاع كم و با سرعت زياد حركت كنند، لذا خلبان ممكن است فقط چند ثانيه براي پيدا كردن هدف، نشانه گيري و انداختن مهمات خود وقت داشته باشد. با يك ليزر خوب اين كار مي تواند تقريباً به طور آني با اندازه گيري فاصله زماني بين روشن كردن ليزر و آشكار ساختن تابش برگشتي پراكنده از هدف انجام گيرد. بنابراين حتي در سرعت هاي خيلي زياد هواپيماهاي مدرن ، اگر ليزر به خوبي خنك سازي شود اندازه گيري فاصله مي تواند 10 تا 20 بار در ثانيه انجام شود.بنابراين آخرين اطلاعات را به مقدار كافي در اختيار خلبان يا كامپيوتر قرار مي دهند.
طرز كار فاصله ياب ليزري براساس همان اصولي است كه در رادارهاي معمولي به كار مي رود. يك تپ ليزري YAG و يا CO2 به هدفي كه نشانه روي شده است ارسال مي شود. پس تپ ارسالي به هدف خورده باز مي گردد و سپس توسط يك سيستم مناسب گيرنده نوري آشكار مي شود. فاصله مورد نظر با تعيين مدت زماني كه طول مي كشد تا تپ ارسالي مسير رفت و برگشت را طي كند، به دست مي آيد. طرح كلي يك فاصله ياب d: YAG متشكل از فرستنده (ليزر) ، گيرنده و دوربين است. پس با ارسال تپ ارسالي به هدف ، نور پراكنده شده از هدف توسط عدسي هاي L1 و L2 روي يك آشكار ساز تمركز يافته و يك سيگنال الكتريكي حاصل مي شود. اگر لحظه t0 تپ ليزري از سيستم به سمت هدف ارسال شود و سيگنال بازگشتي در لحظه t1 آشكار شود، با توجه به اينكه نور با سرعت C در مدت زمان t1 - t0 فاصله x 2 (رفت و بازگشت سيگنال) را پيموده است، فاصله x بدست مي آيد:
X = (1/2) C(t1 - t0)0
مشاهده مي شود كه دقت در تعيين فاصله به دقت در تعيين زمان بستگي دارد.در سيستم هاي نظامي با شمارش نوسان هاي يك بلوركوارتز در مدت زمان t1 - t0 فاصله مورد نظر به صورت عددي روي دستگاه ظاهر مي شود.
ليزر مزاياي بسيار و البته معايبي هم دارد.
وزن سبك دستگاه و قيمت و پيچيدگي بسيار كمتر آن نسبت به رادارهاي عادي و قدرت كاري دستگاه در شرايط نه چندان مساعد (حتي وقتي هدف در بالاي سطح آب و يا روي زمين در حال حركت باشد) از مزاياي آن و معايبي چون اشكال فاصله ياب ليزري در آن است كه كاربرد دستگاه متضمن ديد مستقيم است و باريكه ليزر در شرايط نامساعد به شدت در محيط جذب مي شود. فاصله ياب هايي كه با برد تقريباً 15Km به كار برده مي شوند عبارتند از:
- فاصله ياب هاي دستي با برد ماكزيمم 10Km و دقت كمتر از 10m.
- فاصله ياب هايي كه روي تانك سوارند.
- فاصله ياب هاي ضد هوايي.
يكي ازكاربرد هاي تكنولوژيك ليزر
يك مثال بسيار عالي از كاربرد تكنولوژي ليزر در فن استفاده از دستگاه هاي الكتريكي و خودكار در هوانوردي نظامي ال. ار. تي. اس (مسافت ياب و هدف ماركدار ياب ليزري) Laser Rager Marked Target Seeker است كه به آر. ا. اف (نيروي هوايي سلطنتي) توسط شركت فرانتي (Ferrati Limited) ساخته مي شود. اين سيستم داراي يك خاصيت خيلي مهم و اضافي است و آن اينكه هدفي مانند تانك، خودرو يا ساختمان مي تواند توسط سربازي در زمين با يك ليزر نئوديميوم و يك دوربين دو چشمي مستقر در يك جعبه قابل حمل كه نشانگذار زمين نام دارد، مشخص شود.
با نگاه كردن در چشمي ، سرباز يك تصوير بزرگ شده از محل را كه روي آن مجموعه اي از خطوط متعامد بر هم نصب شده است و مشخص كننده دقيق نقطه اي است كه ليزر بر روي آن هدف گيري مي شود، مي بيند. البته خود خال ليزري نامريي است. در هواپيما سكويي وجود دارد كه نسبت به چرخش پايدار است و بر روي آن تلسكوپ منعكس كننده اي نصب شده است كه از پنجره اي در نوك هواپيما به بيرون سمت گيري شده است. تلسكوپ ، نور ليزري پراكنده شده (باز گشته) از علامت گذار زميني را از طريق هدف دريافت مي كند. در تلسكوپ يك آشكار ساز ويژه كه بسيار حساس است قرار دارد و علامات حاصل از آن در نشانه گيري مستقيم تلسكوپ به روي هدف مورد استفاده قرار مي گيرند.
بدين ترتيب با مركزي كردن تصوير هدف، تلسكوپ نشانه گيري هدف را بدون توجه به حركت هدف يا هواپيما ادامه مي دهد. حال هم محور با سيستم جستجوگر در هواپيما ، يك بردياب ليزري مجهز به يك ليزر نئوديميوم خنك شده با آب - گليكول وجود دارد كه به محض پيدا شدن هدف توسط جستجوگر به طور خودكار روشن مي شود و بدون وقفه برد و موضع لحظه اي هدف را بررسي و به كامپيوتر متصل به سلاح كه در خارج هواپيما قرار دارد، اطلاع مي دهد. يك صفحه علايم در بالاي سر خلبان براي نشان دادن موضع هدف قرار دارد و دستگيره هايي براي تشكيل اسلحه نصب شده اند. بدين ترتيب خلبان مي تواند براي انجام مأموريت رزمي عليه علامت در صفحه علايم پرواز كند و اصلاً نيازي به ديدن هدف اصلي در پشت علامت نيست.
در اينكه در چند سال آينده پيشرفت زيادي در هدف گيري سلاح ها و شليك آنها با استفاده از ليزر انجام خواهد گرفت، ترديدي وجود ندارد. در حال حاضر بر همگان معلوم است كه رده هاي توپخانه هدايت شده با ليزر بطور موفقيت آميزي به نمايش گذارده شده اند و دليلي ندارد كه هدايت ليزري در زماني كوتاه و به طور حتي نيمه فعال در بيشتر انواع ساز و برگ جنگي به كار برده نشود.
|