Çinli bir füze araştırma ekibi, lazer tabanlı bir arayıcı başlığın F-35 hayalet savaş uçağını gece 61,2 km mesafeden tespit ettiği bir simülasyon gerçekleştirdi.
Bu konsept, bir uçağın yansıttığı zayıf lazer yansımalarını algılamak için tek fotonlu lidar teknolojisinden yararlanıyor. Bir füze arayıcı başlığına dönüştürülmesi halinde teknoloji, hayalet savaş uçaklarını görüş ötesi menzilde takip etmek için alternatif bir yöntem sunuyor.
Araştırma, hava muharebesinde halihazırda kullanılan radar ve kızılötesi sistemleri tamamlayabilecek bir algılama yöntemini inceliyor.
Lidar, Hayalet Uçakları Hedefliyor
China Airborne Missile Academy bünyesindeki araştırmacılar, füzelere entegre edilmek üzere tasarlanmış tek fotonlu bir lidar modeli geliştirdi. Sistem, 1.064 nanometre dalga boyunda çalışıyor.
Lidar, hedefe lazer darbeleri gönderiyor ve geri dönen ışığı ölçüyor. Tek fotonlu sistemler son derece zayıf sinyalleri bile algılayabildiği için küçük boyutlu algılama uygulamalarında öne çıkıyor.
Füze tasarımcıları, alan, ağırlık ve elektrik gücü gibi konularda katı kısıtlamalarla karşı karşıya kalıyor. Bu nedenle araştırmacılar, havadaki büyük bir sensör yerine nispeten küçük bir optik sistem modelledi.
Simülasyonda 1 milijoule’luk lazer darbeleri ve 100 milimetrelik bir mercek kullanıldı. Atmosferik geçirgenlik, gökyüzü fonu ve dedektör gürültüsü de hesaplamalara dahil edildi.
Modelde dedektörün toparlanma süresine özel bir önem verildi. Bir fotonu kaydettikten sonra dedektörün yeni bir sinyal yakalayabilmesi için kısa bir süreye ihtiyacı var.
Araştırmacılar, lidarın 8,8 desibellik bir sinyal-gürültü oranına ihtiyaç duyduğunu hesapladı. Hedef takibi oluşturmak için tespit edilen en az 9,4 fotonlu bir geri dönüş sinyali yeterli oluyor.
Gece Menzili 61 km’ye Çıkarıyor
Aydınlatma koşulları, modellenen performansta belirgin bir fark yarattı. Simüle edilen arayıcı başlık, gündüz saatlerinde F-35C‘yi 27,7 km mesafeden tespit etti. Gece ise maksimum menzil 61,5 km’ye yükseldi. Azalan arka plan ışığı, lidara zayıf sinyalleri tespit etmek için çok daha temiz bir optik ortam sağladı.
Model ayrıca daha kısa mesafelerde elde edilen hedef bilgilerinin kalitesini de inceledi. 27,7 km mesafede derinlik hassasiyeti yaklaşık 20,3 cm’ye ulaştı.
Aynı menzilde yanal çözünürlük ise yaklaşık 50,8 cm olarak kaydedildi. Bu tür ölçümler, bir füze arayıcı başlığına basit bir hedef tespitinden çok daha fazla bilgi sunabilir. Ancak bu rakamlar henüz bir bilgisayar modelinin tahminlerinden ibaret.
Dar Lazer Işını Sorun Yaratıyor
Daha uzun bir tespit menzili, bir uçağı bulma sorununu tek başına çözmüyor. Lidar, radarın geniş arama kapsamı yerine dar bir lazer ışınına dayanıyor.
Bu durum kritik bir önem taşıyor çünkü F-35, simüle edilen lidar menzilinin ötesindeki hedeflerle angaje olabilen silahlara zaten sahip. AIM-120D-3 AMRAAM, uzun menzilli bir hava-hava seçeneği sunuyor.
Daha yakın mesafeli angajmanlar için F-35, AIM-9X Sidewinder taşıyabiliyor. Bu füzenin görüntüleyici kızılötesi arayıcı başlığı, uçakları tanımlamak ve takip etmek için başka bir yöntem sağlıyor.
Çinli araştırmacılar, 1.064 nanometrelik dalga boyunu tercih etmelerinin nedenlerinden biri olarak, hayalet uçakların aktif lazer algılamasına karşı daha az özel karşı tedbire sahip olmasını gösteriyor.
Çin, havadan kullanılan diğer lazer konseptlerini de sergiliyor. 303 Research Institute, yakın zamanda Pekin’deki bir etkinlikte asılı bir lazer silah podunu sergiledi.
Shenyang Aircraft Corp. ise gelecekteki Çin hayalet savaş uçaklarıyla ilgili tasarım materyallerinde lazer silahlarına ayrıca yer veriyor.
Lidar araştırması, havadan lazer teknolojisi için potansiyel bir uygulama alanı daha sunuyor. Modellenen performansın pratik bir füze sistemine dönüştürülmesi ise daha fazla geliştirme ve test gerektiriyor.
Çalışma, hakemli Çin dergisi Aero Weaponry‘de yayımlandı.
Kaynak: https://interestingengineering.com/military/chinese-lidar-laser-sensor-f35-38-miles
