La guida è l'insieme delle operazioni che consentono al missile di compiere la sua missione, dal punto di vista dell'avvicinamento verso l'obiettivo o finalizzato, nonostante l'intervento di disturbi ( turbolenza dell'aria, rilevatori di rumore, target di movimento…). È la guida che distingue tra un missile e un missile o un proiettile di artiglieria . La guida (movimento del centro di gravità) è diversa dallo sterzo (movimento attorno al centro di gravità).
I sistemi di guida sono di natura molto varia, a seconda della tecnologia disponibile e dell'obiettivo del missile. Comprendono due funzioni principali: rilevamento del bersaglio e preparazione degli ordini trasmessi al pilotaggio. Questi sistemi si trovano anche sulle bombe guidate .
Prima della seconda guerra mondiale, la traiettoria dei "missili" dipendeva esclusivamente dalle condizioni iniziali (velocità, direzione al lancio, ecc.) E dagli effetti balistici , e la loro efficacia era piuttosto bassa. Il progresso tecnico ha permesso lo sviluppo di sistemi di guida che consentono tiri più precisi. L'evoluzione continua oggi ad avere armi più precise e più adatte alle minacce (che si evolvono contemporaneamente).
La schiavitù della traiettoria di un missile ha diverse funzioni:
Un sistema di guida è costituito da due elementi:
Questi elementi possono essere nel missile o deportati.
I due principali metodi di guida sono la guida remota e l'autoguida, differiscono a seconda che il sistema sia a bordo o meno nel missile.
Nella progettazione dei missili, la scelta del metodo dipende dalla tecnologia disponibile, dal prezzo e dalle necessità operative.
I missili balistici hanno propulsione e una guida per una porzione molto breve della loro traiettoria, e il resto del tempo una traiettoria balistica, come suggerisce il nome.
Dagli anni '80, la maggior parte dei missili (escluso il corto raggio) hanno due modalità di guida: inerziale per la corsa centrale, autoguida per la corsa finale. Alcuni cercatori degli anni 2000 sono dual-mode (es. Dual Mode Brimstone ha un radar semi-attivo e un cercatore laser).
Sono disponibili le modalità Lock on before launch (LOBL, Lock before launch ) e Lock on after launch (LOAL, Lock after launch) .
Nel controllo remoto, è possibile distinguere tra controllo remoto diretto (la misurazione e lo sviluppo degli ordini vengono effettuati a distanza) e il controllo remoto indiretto (solo lo sviluppo degli ordini viene effettuato da remoto).
Controllo remoto direttoNel controllo manuale a distanza, un pilota umano dirige il missile (come se stesse pilotando un aereo). È una tecnologia abbastanza vecchia (anni '40 -'60) utilizzata nei missili anticarro SS10 , SS11 , ENTAC e nei missili aria-superficie LBD Gargoyle , AS12 , AS20 , AS30 . Nel controllo remoto semiautomatico, è sempre un operatore umano che segue il bersaglio, ma l'ordinazione del missile viene eseguita da un computer. I missili che funzionano in questo modo sono stati sviluppati negli anni '70, come l'anticarro Milan , l' HOT o il TOW o il Roland e Rapier “clear-weather” a corto raggio terra-aria . Questi sistemi hanno lo svantaggio di rendere vulnerabile il tiratore mentre segue il bersaglio. I lanciamissili anticarro il più delle volte usano un goniometro a infrarossi per localizzare il missile usando il tracciante situato nella sua parte posteriore. Il goniometro misura la deviazione angolare tra il missile e il bersaglio, trasformata in deviazione metrica poi in istruzioni per correggere il colpo.
Il telecomando automatico non richiede più l'intervento umano dopo aver sparato (" spara e dimentica "), ad esempio il serpente a sonagli .
Telecomando indirettoI missili aria-superficie o superficie-superficie sono dotati di una telecamera che consente all'operatore umano di dirigerli (versione AS-37 Martel TV).
L'autoguida consente al missile di muoversi in modo completamente automatico, senza la necessità di un operatore ("spara e dimentica"). Il componente del missile utilizzato per rilevare il bersaglio è il cercatore ("homing head" nel linguaggio comune). Nell'homing indiretto, il riferimento non è collegato al target.
Autoguida direttaIl missile è in grado di rilevare il bersaglio e di eseguire i suoi ordini. Questa è un'operazione privilegiata nel caso di un bersaglio in movimento. Esistono diversi metodi per il rilevamento del bersaglio.
Radar attivoIl cercatore ha un trasmettitore e un ricevitore radar. Le onde emesse vengono riflesse dai bersagli e ritornano al missile. Un'elaborazione del segnale permette di ordinare le riflessioni dovute ad un aeroplano a quelle dovute all'acqua o al suolo. La portata di questi cercatori di ricerca è maggiore di quella dei modelli a infrarossi. Tuttavia, a causa delle piccole dimensioni dell'antenna contenuta nel missile, i bersagli non sono rilevabili a lunghe distanze. I missili AIM-120 AMRAAM , Vympel R-77 , MICA ed Exocet, ad esempio, utilizzano questa modalità di guida.
Il bersaglio, che potrebbe aver rilevato lo sweep, non sa se un missile è stato lanciato contro di esso.
Esempio con il Mirage 2000-5 equipaggiato con il radar RDYIl radar scandaglia il cielo alla ricerca di bersagli e “veste” gli echi che riceve, in base in particolare al risultato degli interrogatori IFF (sistema di codifica che permette di sapere se l'aereo è amico o nemico).
A bordo del Mirage 2000-5, il pilota regola il suo radar RDY (Y Doppler Radar, sviluppo dal 1984, primo volo inLuglio 1987, primo radar della serie consegnato in Dicembre 1994), la cui immagine appare sullo schermo del display della testa media (VTM), senza staccare le mani dal joystick e dall'acceleratore. Con il pollice della mano sinistra muove l'alidada (cursore) sullo schermo e designa lui stesso i bersagli che desidera perseguire.
Questa fase è chiamata Track while scan (TWS). Una volta selezionati i bersagli (4 al massimo per il Mirage 2000-5), il pilota passa alla modalità TWS automatica: il radar quindi ottimizzerà la sua scansione per mantenere i bersagli in linea di vista in ogni momento, dando loro la priorità secondo la loro pericolosità (qui viene utilizzato il criterio della velocità relativa).
L'obiettivo prioritario sarà l'FKT per First to Kill Target (l'obiettivo da distruggere per primo); seguito da SKT ( Second to Kill Target ) e P3 per i bersagli successivi. Sul display del pilota, simboli intuitivi permettono di seguire la situazione, che cambia sempre molto rapidamente: un bersaglio visto dal radar è rappresentato da un quadrato bianco. Questo quadrato diventa nero quando viene designato il bersaglio. Diventa una croce sottile per SKT e una croce spessa per FKT.
Selezionati e informati gli obiettivi, i missili MICA- EM possono entrare in scena.
Quando lascia l'aereo, il missile ha una designazione dell'obiettivo (DO) fornita dal radar, che gli dice dove si trova il bersaglio in quel preciso momento e qual è il suo vettore di velocità. Ma anche a 3.000 km / h, guidare per una cinquantina di chilometri richiede 60 secondi. Durante questo periodo, il bersaglio può cambiare direzione o avviare manovre evasive, rendendo obsolete le informazioni passate al momento del lancio.
Le informazioni fornite al missile durante il volo vengono quindi costantemente aggiornate tramite un LAM (air-missile link) più volte al secondo dal radar, sempre in modalità di scansione. Sul Mirage 2000, il trasmettitore LAM è posizionato nella parte superiore della pinna per offrirgli il miglior punto di emissione nella direzione del missile che si sta muovendo da qualche parte in avanti.
Il Mirage 2000-5 è in grado di tracciare simultaneamente 8 bersagli e di ingaggiarne 4. Tuttavia, gli aerei dell'aeronautica francese hanno solo 2 LAM simultanei fino a quando non vengono portati a standard. desidera ingaggiare 4 bersagli contemporaneamente: lanciare due missili con LAM e due senza LAM, sperando che i bersagli di quest'ultimo non cambino troppo traiettoria; oppure attendere che i primi 2 missili attivino il loro cercatore e quindi rilasciano i LAM per guidare la raffica successiva.
Arrivato a pochi chilometri dal bersaglio, il missile "fox 3" attiva il proprio trasmettitore radar e finalizza esso stesso la traiettoria verso il bersaglio. Quest'ultimo viene quindi avvertito dal suo RWR che è agganciato da un missile, ma è già troppo tardi e rimane pochissimo tempo per tentare manovre evasive (Ricorda che nel caso di un colpo "fox 1", il bersaglio sa che viene agganciato non appena il missile viene lanciato. Il pilota ha quindi poche decine di secondi per elaborare una parata).
Le diverse modalità di gestione LAM consentono di variare gli scenari di sparo in "Fox 3":
Si noti che le potenze di calcolo disponibili oggi aprono nuovi orizzonti per i radar di bordo. È ancora necessario mettere le cose in prospettiva, ad esempio il radar RDY è stato sviluppato all'inizio degli anni '90 e utilizza microprocessori di quel periodo, cioè della prima classe Pentium . Tocchiamo qui le questioni dell'obsolescenza che vengono prese in considerazione quando lo sviluppo dei sistemi non viene più conteggiato in mesi o anni, ma in decenni, ma le tecnologie standard consentono aggiornamenti relativamente rapidi.
Radar semiattivoI radar semiattivi, di un design più semplice, apparvero negli anni '50 (ad esempio l' AIM-7 Sparrow ). All'epoca non era possibile installare sia un trasmettitore che un ricevitore radar in un missile. L'aereo che ha lanciato il missile emette onde elettromagnetiche che vengono riflesse dal bersaglio e poi ricevute e analizzate dal missile.
Radar passivoI missili anti-radar come Armat, una versione degli AS-37 Martel RA, sono guidati identificando i segnali radar nemici e dirigendosi verso il trasmettitore.
Infrarossi passiviUn cercatore passivo a infrarossi ha rilevatori raffreddati a 70 K, sensibili a lunghezze d'onda da 3 a 5 µm per i missili antiaerei, da 8 a 12 µm per anticarro. I primi rilevatori (dagli anni '60 agli anni '80) erano costituiti da un solo elemento dietro un disco modulatore rotante. Oggigiorno vengono utilizzati sensori IR-CCD che consentono di ottenere un'immagine 2D. Questo rilevatore è trasportato da una “antenna” mobile; la linea di vista è quindi diversa dalla traiettoria del missile. Tranne nel caso di un puro inseguimento ( § 3 ), l'asservimento dell'angolo dell'antenna è disaccoppiato da quello del missile, che richiede la stabilizzazione dell'antenna con un giroscopio, o tramite calcoli di cambio di riferimento da misure inerziali.
La funzione del cercatore è misurare la differenza angolare ("deviazione") tra la traiettoria del missile e la sua linea di vista. Questo viene fatto con il rilevamento della radiazione infrarossa tra il bersaglio e lo sfondo. Alcuni cercatori di homing possono anche cercare il loro obiettivo in un ampio campo visivo (lo "sweep"). I cercatori di ricerca più recenti sono anche in grado di classificare i bersagli rilevati e riconoscere i veri bersagli esca .
Le moderne teste di ricerca a infrarossi hanno una portata compresa tra 10 e 15 km. I missili AIM-9 Sidewinder , Vympel R-73 , Mistral , Magic 2 o MICA utilizzano tali sistemi.
Laser semiattivoUn designatore laser è una sorgente laser utilizzata per illuminare un bersaglio al fine di guidare un'arma (bomba o missile). Il laser non opera necessariamente nello spettro visibile.
Questa tecnologia è stata sviluppata negli anni '70, a seguito dei progressi della tecnologia laser. Ad esempio, l' AS-30L , messo in servizio nel 1986 sulla Jaguar A, si sta dirigendo verso un bersaglio illuminato da una “ navicella ” ATLIS a bordo dell'aereo.
ImagersUn imager visibile può consentire a un missile aria-superficie di riconoscere il suo bersaglio. L'immagine è stata precedentemente salvata nel sistema ( AGM-65 Maverick ). Può essere utilizzato anche un imager a infrarossi, questa tecnica consente un'elevata precisione ( versione metrica AASM o SPICE (in) ).
Autoguida indirettaL'autoguida indiretta consiste nell'elaborare ordini a bordo del missile, ma non è l'obiettivo che viene rilevato direttamente. La posizione è determinata rispetto a un sistema di riferimento ausiliario e le coordinate del bersaglio sono note rispetto a questo riferimento.
Il missile tedesco V2 è stato il primo missile balistico (ancora chiamato "razzo") nella storia. Commissionato nel 1944, la sua traiettoria era molto imprecisa e il missile poteva solo bombardare le città.
L' unità inerziale del missile contiene tre accelerometri che consentono di misurare l'accelerazione lineare sui tre assi del telaio della macchina e tre girometri che consentono di misurare la velocità di rotazione sui tre assi del telaio della macchina. Grazie a calcoli che tengono conto degli effetti della gravità e della spinta e delle accelerazioni di Coriolis (legate alla rotazione della Terra ) e utilizzando i cambiamenti dei punti di riferimento, questa informazione permette di fornire la velocità della macchina e le sue coordinate. il riferimento terrestre ( latitudine , longitudine , altitudine , imbardata , beccheggio e rollio ).
A causa delle integrazioni contenute nei calcoli, la precisione si deteriora nel tempo. Questo sistema è comunque estremamente affidabile, non dipende da fonti esterne ed è insensibile a qualsiasi disturbo ambientale.
Molti missili usano questo metodo, per la loro guida a metà, possibilmente seguita dall'autoguida diretta.
Guida inerziale con allineamento mediante avvistamento di stelleUtilizzato dai missili balistici .
Posizionamento tramite satellitiGrazie ad una costellazione di satelliti che trasmettono un segnale radio, il missile può conoscere la sua posizione in un dato momento con grande precisione. Il sistema più conosciuto è l'American Global Positioning System , la sua implementazione è iniziata nel 1978 e offre copertura mondiale dal 1995. Rispetto alla navigazione inerziale, questa tecnica ha gli svantaggi di un tempo di elaborazione più lungo e della sensibilità ai disturbi elettromagnetici.
Pertanto, i sistemi attuali sono molto spesso ibridi, vale a dire che usano la navigazione inerziale come fonte primaria ma con una fonte complementare come il GPS per correggere la deriva.
AltroIl lanciamissili emette un raggio laser codificato nello spazio. Il missile, dotato di ricevitore, può orientarsi decodificando il messaggio contenuto nel laser.
La tecnologia TERCOM ( Terrain Contour Matching , identificazione del profilo del suolo) consente al missile di individuare grazie al suo contesto geografico. Un'antenna radar determina gli elementi del paesaggio attorno al missile. Un computer confronta quindi la scena con un modello digitale del terreno memorizzato, che consente al missile di correggere la sua direzione. Questo metodo è utilizzato nei missili da crociera : AGM-86 ALCM , BGM-109 Tomahawk , AGM-129 ACM .
In questa sezione vengono presentate diverse leggi guida con le seguenti semplificazioni:
Notazioni utilizzate:
Sì , parliamo di "attacco posteriore", sì , parliamo di "attacco frontale", e se , parliamo di "attacco laterale".
InseguimentoL'inseguimento o "curva del cane" può essere utilizzato in autoguida o guida remota indiretta. In questo caso, la velocità del missile fa un angolo costante con la direzione dell'obiettivo, che abbiamo . Alla pura ricerca .
La navigazione proporzionale può essere utilizzata con autoguida o guida remota indiretta. In questo caso, il missile ha una velocità di rotazione proporzionale a quella del bersaglio del missile destro, cioè . A è la costante di navigazione proporzionale. Con , si ottiene , che consente di collegare l'uscita del rivelatore all'ingresso del sistema di controllo.
CollisioneLa collisione può essere utilizzata in autoguida o controllo remoto indiretto. In questo caso, la linea MB rimane nella stessa direzione, cioè .
AllineamentoL'allineamento può essere utilizzato nel controllo remoto diretto. Consiste nel forzare l'allineamento tra il missile, il bersaglio e l'operatore.
Questa tecnica è stata utilizzata sui primi missili terra-aria ma è stata ritenuta inefficace per le lunghe distanze ed è ora abbandonata. Questo metodo è stato utilizzato ad esempio sugli American RIM-2 Terrier negli anni '50.