محققان چینی حسگر لیدار تک فوتونی را برای نصب روی موشک شبیه سازی کرده اند که بر اساس نتایج این تحقیقات می تواند جنگنده رادارگریز F-35C را در شب از فاصله 38.2 مایلی یعنی حدود 61.5 کیلومتر شناسایی کند.
گزارش کردن خدمات فناوری یک مرحله ایاین فناوری هنوز در مرحله مدل سازی کامپیوتری است و برای تبدیل شدن به یک سیستم عملیاتی نیاز به توسعه و آزمایش بیشتری دارد.
محققان آکادمی موشک های پرتاب هوایی چین این حسگر را با هدف بررسی روشی جدید برای شناسایی هواپیماهای رادارگریز طراحی کرده اند. این روش می تواند در آینده به همراه حسگرهای رادار و مادون قرمز برای شناسایی و ردیابی اهداف هوایی مورد استفاده قرار گیرد.
شناسایی هواپیماهای رادارگریز با سنسور لیدار تک فوتونی
حسگر شبیه سازی شده از یک لیدار تک فوتونی با طول موج 1064 نانومتر استفاده می کند. لیدار پالس های لیزری را به سمت هدف می فرستد و سپس نور منعکس شده از سطح آن را اندازه گیری می کند. سیستم های تک فوتونی توانایی تشخیص سیگنال های نوری بسیار ضعیف را دارند و بنابراین برای کاربردهایی با اندازه و توان محدود مناسب هستند.
طراحان موشک با محدودیت هایی مانند فضای داخلی کوچک، وزن محدود و توان الکتریکی کم مواجه هستند. به همین دلیل، محققان مجموعه نوری کوچکی را برای این سنسور در نظر گرفتند. شبیه سازی آنها از پالس های لیزر 1mJ و یک لنز 100mm استفاده می کند.
محققان در محاسبات خود نور عبوری از جو، روشنایی پس زمینه آسمان و نویز آشکارساز را نیز در نظر گرفتند. زمان بازیابی آشکارساز عامل مهم دیگری بود. پس از دریافت فوتون، آشکارساز به زمان کوتاهی نیاز دارد تا برای ثبت فوتون بعدی آماده شود.
بیشتر بخوانید: اولین جنگنده F-35A آلمان رونمایی شد
نتایج مدل نشان داد که سنسور برای دستیابی به ردیابی قابل استفاده به نسبت سیگنال به نویز 8.8 دسی بل نیاز دارد. محققان همچنین محاسبه کردند که دریافت حداقل 9.4 فوتون سیگنال بازگشتی کافی برای شروع ردیابی هدف را فراهم می کند.
شرایط نور تاثیر بسزایی بر برد این سنسور داشت. مدل شبیه سازی شده قادر بود جنگنده F-35C را در نور روز از فاصله 17.2 مایلی یعنی حدود 27.7 کیلومتر شناسایی کند. این برد در شب به 38.2 مایل، حدود 61.5 کیلومتر افزایش یافت.
کاهش نور پس زمینه آسمان در شب دلیل اصلی افزایش برد اعلام شده است. محیط تاریک تر به سنسور اجازه می دهد تا بازتاب های لیزر ضعیف را از بدنه راحت تر از نویز محیط تشخیص دهد.
همچنین محققان صحت اطلاعات دریافتی از هدف را در فاصله 17.2 مایلی بررسی کردند. دقت اندازه گیری عمق در این فاصله حدود 8 اینچ، نزدیک به 20 سانتی متر بود. وضوح جانبی نیز به حدود 20 اینچ، نزدیک به 51 سانتی متر رسید. چنین داده هایی می تواند اطلاعات بیشتری در مورد موقعیت و ویژگی های هدف در اختیار سامانه هدایت موشک قرار دهد.
بیشتر بخوانید: یوفوی سرنشین دار واقعی در چین به پرواز درآمد
پرتو باریک لیدار محدودیت اصلی این فناوری است
افزایش برد تشخیص به این معنی نیست که یک حسگر لیدار تک فوتونی بتواند به راحتی هواپیما را در آسمان پیدا کند. لیدار از یک پرتو باریک استفاده می کند و نمی تواند منطقه وسیعی از آسمان را به طور همزمان مانند رادار جستجو کند. این ویژگی یافتن هدف را دشوار می کند و می تواند نیاز به گرفتن موقعیت اولیه هدف از سنسورهای دیگر را افزایش دهد.
این محدودیت در برابر جنگنده ای مانند F-35 اهمیت بیشتری پیدا می کند. این هواپیما می تواند موشک هوا به هوای دوربرد AIM-120D-3 AMRAAM را حمل کند که برای درگیری با اهداف در بردهای دور طراحی شده است. برای نبرد نزدیکتر، F-35 همچنین از AIM-9X Sidewinder استفاده می کند که به سنسور تصویربرداری مادون قرمز مجهز شده است.
محققان چینی تا حدودی طول موج 1064 نانومتر را انتخاب کردند زیرا هواپیماهای رادارگریز اقدامات متقابل کمتری برای حسگرهای مبتنی بر لیزر فعال دارند. این روش می تواند راه دیگری برای شناسایی هواپیماهایی باشد که طراحی آنها بیشتر بر کاهش سطح مقطع راداری تمرکز دارد.
چین قبلاً چندین فناوری لیزر هوابرد را معرفی کرده است. موسسه تحقیقاتی 303 اخیرا یک غلاف سلاح لیزری را در رویدادی در پکن به نمایش گذاشت. شرکت هواپیماسازی شن یانگ نیز در برخی از طرح های مربوط به جنگنده های رادارگریز آینده چین به سلاح های لیزری اشاره کرده است.
تحقیقات جدید استفاده احتمالی دیگری از فناوری لیدار در نبرد هوایی را نشان می دهد. این در حالی است که ارقام اعلام شده تنها حاصل یک مدل کامپیوتری است و عملکرد این سنسور هنوز روی یک موشک واقعی آزمایش نشده است. تبدیل این طرح به یک سیستم عملیاتی نیازمند توسعه مهندسی و آزمایش در دنیای واقعی است. این تحقیق در مجله علمی معتبر چینی تسلیحات هوایی منتشر شده است.
گفتگو در مورد این post