การค้นหาและติดตามด้วยอินฟราเรด
ระบบค้นหาและติดตามด้วยอินฟราเรด ( IRST ) (บางครั้งเรียกว่าการมองเห็นและการติดตามด้วยอินฟราเรด ) ตรวจจับและติดตามวัตถุที่ปล่อยรังสีอินฟราเรด เช่นสัญญาณอินฟราเรดของเครื่องบินเจ็ตและเฮลิคอปเตอร์[ 1 ]เรือผิวน้ำของกองทัพเรือบางลำ เช่น เรือฟริเกตชั้นอิสตันบูลก็ติดตั้ง IRST ด้วยเช่นกัน
ระบบ IRST เป็นระบบ อินฟราเรดแบบมองไปข้างหน้า (FLIR) ทั่วไป ให้ ข้อมูลสถานการณ์รอบด้านกล้องถ่ายภาพความร้อนของระบบเหล่านี้เป็นแบบพาสซีฟ: ต่างจากเรดาร์พวกมันไม่ปล่อยรังสีและจึงไม่เพิ่มสัญญาณการปล่อยมลพิษของเครื่องบิน ภายในระยะทำการ ระบบ IRST มีความละเอียดเชิงมุมดีกว่าเรดาร์ เนื่องจากอินฟราเรดมีช่วงความยาวคลื่น สั้น กว่าการปล่อยรังสีของเรดาร์ แต่ระยะทำการของ IRST จะสั้นกว่าเรดาร์ เนื่องจากรังสีอินฟราเรดถูกลดทอนโดยชั้นบรรยากาศและสภาพอากาศที่ไม่ดี (แม้ว่าจะน้อยกว่าแสงที่มองเห็นได้ ก็ตาม )
ประวัติศาสตร์
ระบบยุคแรก
ระบบ IRST ปรากฏครั้งแรกในเครื่องบินขับไล่F-101 Voodoo , F-102 Delta DaggerและF-106 Delta Dart F-106 มีการติดตั้ง IRST รุ่นแรก ซึ่งถูกแทนที่ด้วยการติดตั้งแบบพับเก็บได้ในรุ่นผลิตจริงในปี 1963 [ 2 ]มีการเพิ่ม IRST เข้าไปในF-8 Crusader (รุ่น F-8E) มีการติดตั้ง Texas Instruments AN/AAA-4 ที่คล้ายกัน ไว้ใต้จมูกของเครื่องบินF-4 Phantomรุ่น B และ C ในช่วงการผลิตแรกๆ [ 3 ] [ 4 ]ไม่ได้ติดตั้งใน F-4D รุ่นหลังๆ เนื่องจากข้อจำกัดด้านความสามารถ[ 5 ]แต่ยังคงรักษาส่วนที่นูนเอาไว้ F-4D บางลำมีการติดตั้งตัวรับสัญญาณ IRST ในรูปแบบที่ดัดแปลง[ 4 ]
F-4E ได้กำจัดส่วนนูนของระบบต่อต้านอากาศยาน AAA-4 IRST และได้รับการติดตั้งปืนภายในซึ่งกินพื้นที่ใต้จมูก[ 6 ] F-4J ซึ่งมีเรดาร์แบบพัลส์-ดอปเปลอร์ก็ได้กำจัดตัวรับสัญญาณ AAA-4 IRST และส่วนนูนใต้จมูกเช่นกัน[ 7 ]
การใช้งาน IRST ครั้งแรกในประเทศยูเรเซียคือ Mikoyan-Gurevich MiG - 23 [ 8 ]ซึ่งใช้ IRST รุ่น (TP-23ML) รุ่นต่อมาใช้ IRST รุ่น (26SH1) [ 9 ] Mikoyan -Gurevich MiG-25 PD ยังติดตั้ง IRST ขนาดเล็กไว้ใต้จมูกด้วย[ 10 ]
เครื่องบิน Saab J-35F2 Drakenของสวีเดน(ปี 1965) และ J 35J Draken ยังใช้หน่วย IRST ซึ่งเป็นรุ่น N71 ของ บริษัท Hughes Aircraft Company อีกด้วย [ 11 ]
ระบบรุ่นหลัง
ระบบ IRST กลับมาปรากฏในดีไซน์ที่ทันสมัยมากขึ้นตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1980 ด้วยการนำเซ็นเซอร์ 2 มิติมาใช้ ซึ่งระบุทั้งมุมแนวนอนและแนวตั้ง การค้นหาแบบระบุตำแหน่งคือการค้นหาที่ดำเนินการในปริมาตรที่ค่อนข้างเล็กเพื่อรับเป้าหมายที่มีตำแหน่งที่ทราบโดยประมาณ ตำแหน่งของเป้าหมายอาจได้รับโดยประมาณจากเซ็นเซอร์อื่นหรือได้รับจากแหล่งภายนอก ความไวก็ได้รับการปรับปรุงอย่างมากเช่นกัน ส่งผลให้มีความละเอียดและระยะที่ดีขึ้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ระบบใหม่ๆ ได้เข้าสู่ตลาด ในปี 2015 Northrop Grumman ได้แนะนำพอด IRST OpenPod [ 12 ]ซึ่งใช้เซ็นเซอร์จากLeonardo [ 13 ] ปัจจุบันกองทัพอากาศสหรัฐฯ กำลังรวมระบบ IRST สำหรับฝูงบินเครื่องบินรบ รวมถึง F-15, F-16 และ F-22 [ 14 ] [ 15 ]
แม้ว่าระบบ IRST จะพบได้บ่อยที่สุดในเครื่องบิน แต่ก็มีระบบที่ใช้บนบก บนเรือ และใต้น้ำด้วย[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
ระบบรูรับแสงแบบกระจาย
F -35ติดตั้งระบบค้นหาและติดตามด้วยอินฟราเรดAN/AAQ-37 Distributed Aperture System (DAS) ซึ่งประกอบด้วยเซ็นเซอร์ IR หกตัวรอบตัวเครื่องบินเพื่อให้ครอบคลุมทรงกลมอย่างสมบูรณ์ ให้ภาพทั้งกลางวันและกลางคืน และทำหน้าที่เป็นระบบ IRST และระบบเตือนภัยการเข้าใกล้ขีปนาวุธ[ 19 ]
สันนิษฐานว่า Chengdu J-20และShenyang FC-31มีแนวคิดการออกแบบที่คล้ายคลึงกันกับระบบของพวกเขา ระบบ IRST ยังสามารถใช้ตรวจจับเครื่องบินล่องหนได้ ในบางกรณีมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเรดาร์แบบดั้งเดิม[ 20 ]
เทคโนโลยี
ระบบเหล่านี้ค่อนข้างเรียบง่าย ประกอบด้วยเซ็นเซอร์อินฟราเรดที่มีชัตเตอร์หมุนในแนวนอนอยู่ด้านหน้า ชัตเตอร์นี้เชื่อมต่อกับจอแสดงผลที่อยู่ใต้จอแสดงผลเรดาร์หลักในห้องนักบิน แสงอินฟราเรดใดๆ ที่ตกกระทบเซ็นเซอร์จะทำให้เกิด "จุด" บนจอแสดงผล ในลักษณะคล้ายกับB-scopeที่ใช้ในเรดาร์รุ่นแรกๆ
จอแสดงผลนี้มีจุดประสงค์หลักเพื่อให้ผู้ควบคุมเรดาร์สามารถหมุนเรดาร์ไปยังมุมโดยประมาณของเป้าหมายได้ด้วยตนเอง ในยุคที่ระบบเรดาร์ต้อง "ล็อกเป้า" ด้วยมือ ระบบนี้ถือว่ามีประโยชน์จำกัด และเมื่อมีการนำเรดาร์อัตโนมัติมาใช้มากขึ้น ระบบนี้จึงหายไปจากแบบแผนการออกแบบเครื่องบินรบไประยะหนึ่ง
ผลงาน
ระยะการตรวจจับจะแตกต่างกันไปตามปัจจัยภายนอก เช่น
- เมฆ
- ระดับความสูง
- อุณหภูมิอากาศ
- ทัศนคติของเป้าหมาย
- ความเร็วของเป้าหมาย
ยิ่งระดับความสูงมากขึ้นเท่าไร บรรยากาศก็จะยิ่งมีความหนาแน่นน้อยลง และดูดซับรังสีอินฟราเรดได้น้อยลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความยาวคลื่นยาว ผลของการลดแรงเสียดทานระหว่างอากาศกับเครื่องบินนั้นไม่สามารถชดเชยการส่งผ่านรังสีอินฟราเรดที่ดีขึ้นได้ ดังนั้น ระยะการตรวจจับอินฟราเรดจึงยาวขึ้นในระดับความสูงที่สูงขึ้น
ที่ระดับความสูงมาก อุณหภูมิจะอยู่ระหว่าง −30 ถึง −50 องศาเซลเซียส ซึ่งทำให้เห็นความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของเครื่องบินกับอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมได้ชัดเจนยิ่งขึ้น
ระบบ IRST PIRATE ของ Eurofighter Typhoon สามารถตรวจจับเครื่องบินรบความเร็วต่ำกว่าเสียงได้จากระยะ 50 กม. จากด้านหน้าและ 90 กม. จากด้านหลัง[ 21 ] - ค่าที่มากขึ้นเป็นผลมาจากการสังเกตไอเสียของเครื่องยนต์โดยตรง และสามารถเพิ่มระยะได้มากขึ้นหากเป้าหมายใช้ระบบเผาไหม้เพิ่มเติม
ระยะที่สามารถระบุเป้าหมายได้อย่างแม่นยำเพียงพอที่จะตัดสินใจยิงอาวุธนั้นด้อยกว่าระยะตรวจจับอย่างมาก โดยผู้ผลิตอ้างว่าอยู่ที่ประมาณ 65% ของระยะตรวจจับ
กลยุทธ์
ด้วยขีปนาวุธนำวิถีด้วยอินฟราเรดหรือขีปนาวุธยิงแล้วลืมเป้าหมาย เครื่องบินรบอาจสามารถยิงเป้าหมายได้โดยไม่ต้องเปิดเรดาร์เลย หรืออีกทางหนึ่ง เครื่องบินรบสามารถเปิดเรดาร์และล็อกเป้าหมายได้ทันทีก่อนยิงหากต้องการ นอกจากนี้ เครื่องบินรบยังสามารถเข้าใกล้ใน ระยะ ปืนใหญ่และโจมตีในระยะนั้นได้ อีกด้วย
ไม่ว่าพวกเขาจะใช้เรดาร์หรือไม่ ระบบ IRST ก็ยังช่วยให้พวกเขาสามารถโจมตีแบบไม่ทันตั้งตัวได้
ระบบ IRST อาจมีกล้องเล็งแบบขยายภาพทั่วไปเชื่อมต่ออยู่ด้วย เพื่อช่วยให้เครื่องบินที่ติดตั้ง IRST สามารถระบุเป้าหมายในระยะไกลได้ แตกต่างจาก ระบบ อินฟราเรดมองไปข้างหน้า ทั่วไป ระบบ IRST จะสแกนพื้นที่รอบๆ เครื่องบินในลักษณะเดียวกับที่เรดาร์ที่ควบคุมด้วยกลไก (หรือแม้แต่ด้วยอิเล็กทรอนิกส์) ทำงาน ข้อยกเว้นสำหรับเทคนิคการสแกนนี้คือระบบ DAS ของ F-35 ซึ่งจะมองไปในทุกทิศทางพร้อมกัน และตรวจจับและระบุตำแหน่งเครื่องบินและขีปนาวุธในทุกทิศทางโดยอัตโนมัติ โดยไม่จำกัดจำนวนเป้าหมายที่ติดตามพร้อมกัน
เมื่อตรวจพบเป้าหมายที่อาจเป็นไปได้ตั้งแต่หนึ่งเป้าหมายขึ้นไป ระบบจะแจ้งเตือนนักบินและแสดงตำแหน่งของเป้าหมายแต่ละเป้าหมายเทียบกับเครื่องบินบนหน้าจอ คล้ายกับเรดาร์ และในทำนองเดียวกันกับเรดาร์ ผู้ควบคุมสามารถสั่งให้ IRST ติดตามเป้าหมายที่สนใจเป็นพิเศษได้ เมื่อระบุเป้าหมายนั้นได้แล้ว หรือสแกนไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งหากเชื่อว่ามีเป้าหมายอยู่ (ตัวอย่างเช่น เนื่องจากได้รับคำแนะนำจาก AWACS หรือเครื่องบินลำอื่น)
ระบบ IRST สามารถผสานรวมเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์เพื่อให้ โซลูชัน การควบคุมการยิง อย่างเต็มรูปแบบ สำหรับการยิงปืนใหญ่หรือการยิงขีปนาวุธ ( Optronique Secteur Frontal ) การผสมผสานระหว่างแบบจำลองการแพร่กระจายในชั้นบรรยากาศ พื้นผิวที่ปรากฏของเป้าหมาย และการวิเคราะห์การเคลื่อนที่ของเป้าหมาย (TMA) ทำให้ IRST สามารถคำนวณระยะทางได้
รายชื่อระบบ IRST ที่ทันสมัย
ระบบ IRST สมัยใหม่ที่เป็นที่รู้จักมากที่สุด ได้แก่:
จีน- EORD-31 IRST
ฝรั่งเศส- ซาฟรานแวมไพร์ เอ็มบี
- ซาฟราน แวมไพร์ เอ็นจี
- ซาฟราน อีออนส์-เอ็นจี
- กลุ่มบริษัท Thales ARTEMIS
- Safran/Thales Optronique secteur หน้าผาก OSF [ 22 ]
อินเดีย
อิตาลี- Leonardo SpA SASS
- Leonardo Skyward-G [ 25 ]
- ลีโอนาร์โด ดีเอสเอส-ไออาร์เอสที
- อิตาลี / สเปน / สหราชอาณาจักร
เนเธอร์แลนด์- ธาเลส เนเธอร์แลนด์ซิริอุส
รัสเซีย
เกาหลีใต้- SAQ-600K
- สเปน
- ระบบอินทรา / Tecnobit IRST i110
สวีเดน- สกายเวิร์ด-จี
ไก่งวง- ระบบตรวจจับความร้อนอินฟราเรดบนเครื่องบิน ( Aselsan KARAT )
- Aselsan PIRI (IRST แบบติดตั้งบนเรือ)
สหรัฐอเมริกา- AN/AAS-42 IRST [ 22 ]
- AN/ASG-34 IRST21 [ 30 ]
- AN/AAQ-32 IFTS
- แอร์สท์
- ระบบกำหนดเป้าหมายด้วยแสงไฟฟ้าAN/AAQ-40
- ระบบกระจายช่องรับแสงอิเล็กโทรออปติก AN/AAQ-37 (AN/AAQ-37 Electro-optical Distributed Aperture System )
- มาร์ค 46 ม็อด 1
- มาร์ค 20 ม็อด 1
เครื่องบินขับไล่ติดตั้งระบบ IRST เพื่อใช้แทนเรดาร์เมื่อสถานการณ์เหมาะสม เช่น เมื่อติดตามเครื่องบินลำอื่น ภายใต้การควบคุมของ เครื่องบิน เตือนภัยและควบคุมทางอากาศ (AEW&C)หรือเมื่อทำการสกัดกั้นที่ควบคุมจากภาคพื้นดิน (GCI)โดยใช้เรดาร์ภายนอกเพื่อช่วยนำทางเครื่องบินขับไล่ไปยังเป้าหมาย และใช้ IRST ในการตรวจจับและติดตามเป้าหมายเมื่อเครื่องบินขับไล่อยู่ในระยะทำการ
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- รายงานประจำปี 2006 ของสถาบัน Fraunhofer IAF (ภาษาเยอรมันและภาษาอังกฤษ)