حسگر لیزری چینی موفق شد جنگنده F-35 آمریکایی را شناسایی کند

یک تیم تحقیقاتی موشکی در چین در شبیه سازی نشان داده است که یک جستجوگر مبتنی بر لیزر می تواند جنگنده رادارگریز F-35 را در شب از فاصله حدود 61 کیلومتری شناسایی کند.

این طرح از حسگر لیدار تک فوتونی برای دریافت بازتاب لیزری بسیار ضعیف از بدنه هواپیما استفاده می کند. اگر این فناوری به جستجوگر موشک تبدیل شود، ردیابی جنگنده های رادارگریز در فاصله ای فراتر از دید مستقیم امکان پذیر خواهد بود.

محققان این روش سنجش را به عنوان یک فناوری مکمل برای سیستم های رادار و مادون قرمز موجود در نبردهای هوایی بررسی کرده اند.

لیدار برای شناسایی هواپیماهای رادارگریز

محققان آکادمی موشکی هوابرد چین عملکرد یک لیدار تک فوتونی را که برای استفاده در موشک طراحی شده است، مدل‌سازی کرده‌اند. این سیستم با طول موج 1064 نانومتر کار می کند.

حسگر لیزری چینی موفق به شناسایی جنگنده آمریکایی F-35 diginoy شد

لیدار با ارسال پالس های لیزری به یک هدف و اندازه گیری نور منعکس شده، فاصله و اطلاعات مربوط به آن را به دست می آورد. سیستم های تک فوتون قادر به دریافت سیگنال های فوق العاده ضعیف هستند و به همین دلیل برای سنسورهای کوچک و فشرده در نظر گرفته می شوند.

طراحان موشک از نظر فضای نصب، وزن و توان الکتریکی با محدودیت های جدی مواجه هستند. به همین دلیل، محققان به جای یک سنسور بزرگ هوابرد، یک سیستم نوری نسبتا کوچک را در مدل خود در نظر گرفتند.

در شبیه سازی از پالس های لیزر 1 میلی ژول و عدسی با قطر 100 میلی متر استفاده شد. میزان نور عبوری از جو، نور پس زمینه آسمان و نویز آشکارساز نیز در محاسبات لحاظ شده است. زمان بازیابی آشکارساز نیز بخش مهمی از مدل بود. پس از ضبط فوتون، آشکارساز به زمان کوتاهی برای ثبت سیگنال بعدی نیاز دارد.

بر اساس محاسبات محققان، Lidar برای عملکرد مورد نظر به نسبت سیگنال به نویز 8.8 دسی بل نیاز داشت. دریافت حداقل 9.4 فوتون از بازتاب هدف نیز برای ایجاد ردی کافی در نظر گرفته شد.

تاریکی شب برد تشخیص را به 61 کیلومتر افزایش می دهد

شرایط نور تاثیر قابل توجهی بر عملکرد شبیه سازی شده داشت. موتور جستجو در مدل هدف توانست F-35C را از فاصله حدود 28 کیلومتری در طول روز شناسایی کند. در شب، حداکثر برد تشخیص به حدود 61 کیلومتر افزایش یافت. کاهش نور پس زمینه محیط شرایط نوری مناسب تری را برای دریافت بازتاب های بسیار ضعیف ایجاد کرد.

مدل تحقیق همچنین کیفیت اطلاعات هدف را در فواصل کوتاهتر بررسی کرد. در فاصله حدود 28 کیلومتری، دقت اندازه گیری عمق تقریباً به 20 سانتی متر رسید. جدایی عرضی نیز در همان فاصله حدود 51 سانتی متر محاسبه شد. چنین داده‌هایی می‌توانند اطلاعاتی فراتر از شناسایی هدف را در اختیار جستجوگر موشک قرار دهند، اگرچه این ارقام هنوز نتیجه یک مدل رایانه‌ای هستند.

تصویر نمای جلو از یک جت جنگنده رادارگریز که در آسمان آبی ابری به سمت دوربین پرواز می‌کند، بال‌هایی که به طور گسترده باز شده‌اند.

افزایش برد تشخیص به تنهایی مشکل پیدا کردن هواپیما را حل نمی کند. لیدار از یک پرتو لیزر باریک استفاده می کند، در حالی که رادار می تواند محدوده بسیار وسیع تری را جستجو کند.

این مهم است زیرا F-35 دارای تسلیحاتی است که قادر به درگیری با اهداف بسیار فراتر از برد شبیه سازی شده لیدار هستند. موشک هوا به هوا AIM-120D-3 AMRAAM یکی از گزینه های دوربرد این جنگنده است. برای درگیری نزدیک تر، F-35 می تواند موشک AIM-9X Sidewinder را حمل کند. جستجوگر تصویر مادون قرمز این موشک نیز راه دیگری را برای شناسایی و ردیابی هواپیما ارائه می دهد.

محققان چینی بخشی از انتخاب طول موج 1064 نانومتر را به این واقعیت نسبت می‌دهند که هواپیماهای رادارگریز اقدامات متقابل کمتری در برابر سنجش فعال مبتنی بر لیزر دارند. چین قبلاً نمونه های دیگری از فناوری لیزر هوابرد را نشان داده است. موسسه تحقیقاتی 303 اخیرا یک غلاف سلاح لیزری معلق را در رویدادی در پکن به نمایش گذاشته است.

شرکت هواپیماسازی شن یانگ نیز در اسناد طراحی مربوط به جنگنده های رادارگریز آینده چین به سلاح های لیزری اشاره کرده است. این مطالعه لیدار کاربرد احتمالی دیگری را برای فناوری لیزر هوابرد پیشنهاد می‌کند. تبدیل عملکرد پیش‌بینی‌شده در مدل کامپیوتری به یک سیستم موشکی عملیاتی به توسعه و آزمایش فنی بیشتر نیاز دارد.

این تحقیق در مجله علمی چینی Aero Weaponry منتشر شده است.