레이저 유도 미사일

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배경

미사일은 미리 선택된 목표물을 향해 미사일을 조종하는 유도 시스템 덕분에 로켓과 다릅니다. 무유도 또는 자유 비행 로켓은 제2차 세계 대전 중 항공기에서 발사될 때 유용하지만 자주 부정확한 무기로 판명되었습니다. 이 부정확성으로 인해 종종 단일 목표물을 명중시키기 위해 많은 로켓을 발사해야 했기 때문에 로켓을 목표물 쪽으로 유도할 수단을 찾게 되었습니다. 전파 기술(레이더 및 무선 탐지 장치와 같은)의 동시 폭발은 이 문제에 대한 첫 번째 해결책을 제공했습니다. 미국, 독일, 영국을 포함한 여러 전쟁 국가는 기존 로켓 기술과 새로운 무선 또는 레이더 기반 유도 시스템을 결합하여 세계 최초의 유도 미사일을 만들었습니다. 비록 이 미사일이 제2차 세계 대전의 방향을 근본적으로 전환할 만큼 충분히 많이 배치되지는 않았지만, 기록된 성공은 미래 전쟁의 방향을 바꿀 기술을 지적했습니다. 그리하여 그 문제점과 약속을 신속히 증명하는 첨단 기술 전쟁의 시대가 도래했습니다.

문제는 새로운 전파 기술의 신뢰성에 중점을 두었습니다. 미사일은 공장, 교량 또는 군함보다 작은 목표물을 연마할 수 없었습니다. 회로는 종종 변덕스러운 것으로 판명되었으며 악천후 조건에서는 전혀 작동하지 않습니다. 레이더의 성공에 따라 전파 방해 기술이 번성하면서 또 다른 결함이 나타났습니다. 적 교란 스테이션은 발사하는 항공기의 무선 또는 레이더 전송을 가로채기가 점점 더 쉬워짐을 알게 되었고, 따라서 이러한 스테이션이 동일한 주파수에서 충돌 신호를 보내 미사일을 방해하거나 "혼동"시킬 수 있게 되었습니다. 유도 미사일의 전장 응용 프로그램, 특히 더 작은 목표에 대한 공격을 계획하는 응용 프로그램에는 방해 전파에 덜 취약한 보다 안정적인 유도 방법이 필요했습니다. 다행히도 이 방법은 광 증폭 효과에 대한 독립적인 연구 노력의 결과로 사용할 수 있게 되었습니다.

Theodore Maiman 박사는 최초의 레이저 (Stimulated Emission of Radiation에 의한 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) 를 제작했습니다. 1960년 Hughes Research Laboratories에서. 군대는 레이저의 첫 번째 광선이 공기를 통과하자마자 레이저의 잠재적인 응용을 깨달았습니다. 레이저 유도 발사체는 베트남 전쟁에서 미국의 노력을 강조한 일련의 확장된 공습에서 불 세례를 받았습니다. 이 무기의 정확성은 "스마트 무기"로 잘 알려진 별명을 얻었습니다. 그러나 이 새로운 세대의 첨단 무기조차도 이 쓰라리고 값비싼 전쟁에서 미군에게 승리를 가져다 줄 수 없었습니다. 그러나 베트남에서 얻은 경험, 레이저 기술의 개선, 전자 및 컴퓨터의 유사한 발전이 결합되어 더욱 정교하고 치명적인 레이저 유도 미사일이 탄생했습니다. 그들은 마침내 그들의 정확성과 신뢰성이 이라크 군대의 결정적인 패배에 결정적인 역할을 했던 Operation Desert Storm에서 널리 사용되었습니다. 따라서 레이저 유도 미사일은 오늘날 첨단 군사 기술의 핵심 구성 요소로 자리 잡았습니다.

원자재

레이저 유도 미사일은 네 가지 중요한 구성 요소로 구성되며 각 구성 요소에는 서로 다른 원자재가 포함되어 있습니다. 이 4가지 구성요소 미사일 본체는 반으로 다이캐스트됩니다. 용융 금속(알루미늄 또는 강철)이 금속에 부어집니다. 적당한 모양을 형성하기 위하여 죽고 냉각됩니다. 그런 다음 두 개의 반쪽이 함께 용접됩니다.
주요 레이저 구성 요소인 광 감지 센서와 광학 필터는 미사일 구성의 나머지 부분과 별개로 일련의 작업으로 조립됩니다. 그런 다음 레이저 시스템을 지원하는 회로가 사전 인쇄된 기판에 납땜됩니다. 전자 제품군의 회로 기판도 나머지 미사일과 독립적으로 조립됩니다. 설계상 요구되는 경우 이 때 보드에 마이크로칩이 추가됩니다. 미사일 본체, 안내 시스템 ( 레이저 및 전자 제품이라고도 함), 추진제, 그리고 탄두. 미사일 몸체는 미사일 발사에 수반되는 과도한 압력과 열로부터 보호하기 위해 몸체의 공동을 따라 종종 크롬으로 코팅되는 강철 합금 또는 고강도 알루미늄 합금으로 만들어집니다. 안내 시스템에는 최대 안내 기능을 제공하도록 설계된 다양한 유형의 자료(일부는 기본, 다른 일부는 첨단)가 포함되어 있습니다. 이러한 재료에는 미사일이 모 항공기에서 보낸 레이저 파장을 해석할 수 있는 광 감지 센서와 광학 필터가 포함됩니다. 광 감지 센서의 가장 중요한 부분은 유리, 석영 및/또는 실리콘으로 만들 수 있는 감지 돔입니다. 미사일의 전자 제품군에는 갈륨-비소 반도체가 포함될 수 있지만 일부 제품군은 여전히 ​​구리 또는 은 배선에만 의존합니다. 유도 미사일은 질소 기반 고체 추진제를 연료로 사용합니다. 특정 첨가제(예:흑연 또는 니트로글리세린)는 추진제의 성능을 변경하기 위해 포함될 수 있습니다. 미사일의 탄두에는 폭발성이 높은 질소 기반 혼합물, 연료-공기 폭발물(FAE) 또는 인 화합물이 포함될 수 있습니다. 탄두는 일반적으로 강철로 둘러싸여 있지만 알루미늄 합금이 대체재로 사용되는 경우가 있습니다.

디자인

현대 전장에는 두 가지 기본 유형의 레이저 유도 미사일이 존재합니다. 첫 번째 유형은 발사하는 항공기/헬리콥터에서 방출되는 레이저 광선을 "판독"합니다. 미사일의 전자 제품군은 지느러미( 제어 표면이라고 함) 에 명령을 내립니다. 레이저 빔으로 코스를 유지하기 위해 몸에. 이러한 유형의 미사일을 빔 라이더 라고 합니다. 목표를 향해 레이저 빔을 타는 경향이 있기 때문입니다.

두 번째 유형의 미사일은 온보드 센서를 사용하여 표적에서 반사된 레이저 광을 포착합니다. 항공기/헬기 조종사는 표적을 선택하고 표적 지시기에서 발사된 레이저 빔으로 표적을 명중시킨 후 미사일을 발사합니다. 미사일의 센서는 비행 경로와 반사광 경로 사이의 오차를 측정합니다. 그런 다음 수정 메시지는 전자 장치를 통해 미사일의 제어 표면으로 전달되어 미사일을 목표물에 조향합니다.

유형에 관계없이 미사일 설계자는 설계 프로세스의 첫 번째 단계로 컴퓨터 시뮬레이션을 실행해야 합니다. 이러한 시뮬레이션은 설계자가 적절한 레이저 유형, 본체 길이, 노즐 구성, 공동 크기, 탄두 유형, 추진체 질량 및 제어 표면을 선택하는 데 도움이 됩니다. 그런 다음 설계자는 컴퓨터 시뮬레이션으로 생성된 계산을 포함하여 모든 관련 엔지니어링 계산이 포함된 패키지를 구성합니다. 그런 다음 전자 제품군은 레이저 및 제어 표면의 기능을 중심으로 설계됩니다. 이제 모든 구성 요소의 도면과 개략도를 완성할 수 있습니다. CAD/CAM(Computer-Aided Design/Manufacture) 기술은 이 작업에 도움이 되는 것으로 입증되었습니다. 그런 다음 전자 시스템은 항공기의 레이저와 미사일의 제어 표면의 기능을 중심으로 설계됩니다. 다음 단계는 선택한 전자 시스템에 필요한 개략도를 생성하는 것으로 구성됩니다. 전체 유도 미사일 시스템에 대한 또 다른 컴퓨터 지원 연구는 설계 프로세스의 마지막 단계를 구성합니다.

제조
프로세스

몸체 구성 및 지느러미 부착

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1 강철 또는 알루미늄 본체는 반으로 다이캐스트됩니다. 다이캐스팅은 용융 금속을 원하는 모양의 강철 다이에 붓고 금속을 경화시키는 것을 포함합니다. 냉각되면서 금속은 다이와 같은 모양을 취합니다. 이때, 완성된 미사일의 캐비티에 해당하는 반쪽의 내부 표면에 선택적 크롬 코팅을 적용할 수 있습니다. 그런 다음 반쪽을 함께 용접하고 용접 후 몸체의 꼬리 끝에 노즐을 추가합니다.

2개의 이동식 핀이 이제 미사일 본체를 따라 미리 결정된 지점에 추가됩니다. 핀은 기계식 조인트에 부착되어 본체 외부에 용접되거나 본체에 의도적으로 밀링된 홈에 삽입될 수 있습니다.

추진제 주조

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3 균일한 코팅을 보장하기 위해 추진제를 미사일 구멍에 조심스럽게 적용해야 합니다. 불규칙하면 신뢰할 수 없는 연소 속도가 발생하여 미사일 성능이 저하되기 때문입니다. 균일한 코팅을 달성하는 가장 좋은 방법은 원심력을 사용하여 추진제를 도포하는 것입니다. 캐스팅 이라고 하는 이 애플리케이션 화재나 폭발에 대한 예방책으로 격리된 위치에 잘 차폐된 산업용 원심분리기에서 수행됩니다.

안내 시스템 조립

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4 주요 레이저 구성 요소인 광 감지 센서와 광학 필터는 미사일 구성의 나머지 부분과 별개로 일련의 작업으로 조립됩니다. 그런 다음 레이저 시스템을 지원하는 회로가 사전 인쇄된 기판에 납땜됩니다. 미사일이 감지할 수 있는 빛의 파장을 변경할 수 있으므로 과도한 열로부터 광학 재료를 보호하기 위해 이때 광학 재료에 각별한 주의를 기울입니다. 조립된 레이저 하위 시스템은 이제 최종 조립을 위해 따로 보관됩니다. 전자 제품군의 회로 기판도 나머지 미사일과 독립적으로 조립됩니다. 설계상 요구되는 경우 이 때 보드에 마이크로칩이 추가됩니다.

5 이제 필수 회로 기판을 연결하고 액세스 패널을 통해 전체 어셈블리를 미사일 본체에 삽입하여 유도 시스템(레이저 구성 요소와 전자 장치 제품군)을 통합할 수 있습니다. 그런 다음 미사일의 제어 표면은 액세스 패널을 통해 미사일 본체에 입력되는 일련의 릴레이 와이어로 유도 시스템과 연결됩니다. 그러나 광검출 센서와 하우징은 이 시점에서 빔 라이딩 미사일에만 추가됩니다. 이 경우 하우징은 후면 근처의 미사일 외경에 조심스럽게 볼트로 고정되고 뒤쪽을 향하여 모체의 레이저 신호를 해석합니다. 항공기.

최종 조립

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6 탄두의 삽입은 유도탄의 최종 조립 단계를 구성 현재 레이저 유도 미사일은 두 가지 방식 중 하나로 작동합니다. 첫 번째 유형인 '빔 라이더'는 발사하는 항공기에서 방출되는 레이저 빛을 읽어 목표물을 향해 광선을 타고 가는 것이고, 두 번째 유형은 항공기가 보낸 레이저 빛을 목표물에서 반사하여 온보드 센서를 사용하여 포착하는 것입니다. 센서는 미사일의 비행 경로와 반사된 빛의 경로 사이의 오차를 측정하고 전자 장치는 미사일을 목표물 쪽으로 유도하기 위해 필요에 따라 제어 표면을 변경합니다. 볼트 또는 리벳과 같은 간단한 고정 기술은 안전 위험 위험 없이 탄두를 부착하는 역할을 합니다. 반사된 레이저 광에 집으로 들어가는 유도 시스템의 경우, 광 감지 센서(하우징에 있음)가 볼트로 고정됩니다. 이 최종 조립 단계가 완료되면 제조업체는 가장 복잡하고 정교하며 잠재적으로 위험한 부품을 성공적으로 구성했습니다. 현재 사용 중인 하드웨어의

품질 관리

각 중요한 구성 요소는 조립 전에 엄격한 품질 관리 테스트를 거칩니다. 첫째, 추진체는 시험관이 미사일 비행을 시뮬레이션하는 조건에서 추진체 샘플을 점화하는 테스트를 통과해야 합니다. 다음 테스트는 미사일 본체 모델을 포함하는 풍동 연습입니다. 이 테스트는 비행 중 미사일 주변의 공기 흐름을 평가합니다. 또한 테스트 목적으로 남겨둔 몇 개의 미사일이 비행 특성을 테스트하기 위해 발사됩니다. 추가 작업에는 명령이 미사일의 제어 표면을 따라 전달되는 속도와 정확성을 결정하기 위해 일련의 테스트를 통해 전자 제품군을 만드는 것이 포함됩니다. 그런 다음 레이저 구성 요소의 신뢰성을 테스트하고 검사자가 적절한 파장을 "판독"하는 광 감지 센서의 능력을 기록할 수 있도록 테스트 빔을 발사합니다. 마지막으로, 완성된 정해진 수의 유도 미사일이 연습 목표가 박힌 범위에서 항공기나 헬리콥터에서 시험 발사됩니다.

부산물/폐기물

탄두에 사용되는 추진제와 폭발물은 상수도에 유입되면 유독합니다. 이러한 물질의 잔류량은 수거하여 지정된 폐기 장소로 가져와 소각해야 합니다. 각 주는 폭발물 처리와 관련된 자체 정책을 유지하고 있으며 연방 규정은 처리 장소를 주기적으로 검사하도록 요구합니다. 크롬 코팅 공정의 폐수(액체 부산물)도 위험할 수 있습니다. 이 문제는 유출물을 누출 방지 용기에 보관하는 것이 가장 좋습니다. 추가적인 안전 예방 조치로 유해 폐기물 취급과 관련된 모든 직원은 호흡 장치, 장갑, 부츠 및 작업복이 포함된 보호복을 착용해야 합니다.

미래

미래의 레이저 유도 미사일 시스템은 자체적으로 소형화된 레이저를 탑재하여 항공기에 표적 지정 레이저가 필요하지 않습니다. 현재 여러 국가에서 개발 중인 이 미사일은 조종사가 미사일의 내부 레이저와 탐지 센서에 의존하여 목표물을 향해 미사일 중 하나를 발사하고 잊어버릴 수 있기 때문에 "발사 후 망각"이라고 합니다. 이러한 경향이 더 발전하면 스스로 목표물을 선택하고 공격할 수 있는 미사일이 탄생할 것입니다. 그들의 잠재력이 실현되면, 세계의 전장은 앞으로 몇 년 동안 이 "화려한 미사일"의 치명적인 독을 느낄 것입니다. 훨씬 더 발전된 개념은 작은 레이저 유도 미사일도 발사하는 보병용 전투 소총을 구상하고 있습니다. 사막의 폭풍 작전은 레이저 유도 정확도의 필요성을 분명히 보여주었고, 결과적으로 임무에 전념하는 군사 시설은 의심할 여지 없이 훨씬 더 치명적인 레이저 유도 미사일 버전을 발명하고 배치할 것입니다.