Jak pociski trafiają w cel? Opisujemy technologie naprowadzania rakiet

Zanim pocisk lub (w mniejszym stopniu) bomba trafi w cel, jakoś muszą do niego dotrzeć. Jako że przy ostrzale rakietowym zasięg, który oba te rodzaje broni muszą przebyć, liczy się w dziesiątkach, setkach, a nawet tysiącach kilometrów, coś musi je odpowiednio na ten cel kierować. Tutaj do gry wchodzą systemy naprowadzania, które są krytycznym elementem skuteczności danych pocisków. Dlatego też poniżej opisujemy technologie naprowadzania rakiet, aby dokładnie odpowiedzieć na pytanie „jak pociski trafiają w cel”. 
Naprowadzane laserowo pociski APKWS II, konwersja pocisków Hydra 70, Hydra 70, APKWS, APKWS II, pociski APKWS
Naprowadzane laserowo pociski APKWS II, konwersja pocisków Hydra 70, Hydra 70, APKWS, APKWS II, pociski APKWS

Technologie naprowadzania pocisków nie są niczym nowym, ale rozwinęły się w niebywałym stopniu

Zacznijmy od tego, że już podczas I wojny światowej myślano o tym, jak zwiększyć skuteczność bomb lotniczych poprzez naprowadzanie ich na cel. Jednak dopiero w czasie II wojny światowej udało się tego dokonać nazistowskim Niemcom z racji opracowania pocisków w ramach programu Broń V, podczas gdy Amerykanie (pomijając wysiłek B.F. Skinnera z “pociskami-gołębiami”) stworzyli swój pierwszy pocisk tego typu w 1952 roku. Był nim pocisk balistyczny SSM-A-14 Redstone krótkiego zasięgu z inercyjnym systemem naprowadzania.

Czytaj też: Ukraińskie T-64 BM Bułat, czyli wyjątkowa modernizacja poradzieckich czołgów

Pocisk V-2

Jeśli już przy nim jesteśmy, zatrzymajmy się na chwilę przy rodzajach naprowadzania, bo te dzielą się na różne kategorie i są zależne od tego, czy są przeznaczone do atakowania celów stałych czy ruchomych. Tak też prostsze Go-Onto-Target (GOT) to systemy naprowadzania do zwalczania celów ruchomych lub nieruchomych, a GOLIS (Go-Onto-Location-In-Space) głównie do tych stacjonarnych. 

SSM-A-14 Redstone

Warto jednak wiedzieć, że kwestia naprowadzania nie jest w żadnym stopniu “zero-jedynkowa”. Nowoczesne pociski nierzadko wykorzystują kilka rodzajów naprowadzania jednocześnie, aby zarówno zapewnić wysoką precyzję, jak i uchronić się przed działaniem wrogich systemów zakłócania lub losowych sytuacji.

Naprowadzanie GOLIS, czyli podstawa każdej tradycyjnej atomówki

Jak już wspomniałem, pociski z naprowadzaniem typu GOLIS są stosowane do atakowania stacjonarnych celów. Mowa o bazach, lotniskach czy po prostu konkretnych rejonach Ziemi. Dlatego też są prostsze od GOT i tym samym mniej zaawansowane, bo w żadnym pocisku tego typu nie znajduje się system do śledzenia aktualnej pozycji celu. Oznacza to, że komputer naprowadzający i dane co do celu znajdują się bezpośrednio w pocisku i nie ulegają zmianie, co jednoznacznie wskazuje na naprowadzanie nawigacyjne. 

testy balistycznych pocisków GBSD USA, Minuteman III, testy pocisków GBSD USA,

W przypadku GOLIS wyróżniamy następujące rodzaje naprowadzania:

  • Całkowicie autonomiczne, w których to system pocisku odpowiada w całości za naprowadzanie
  • Zależne od źródeł naturalnych
  • Zależne od sztucznych tworów ludzkości
  • Naprowadzanie wstępne

W przypadku tego ostatniego sprawa ma się prosto — wylicza się odległość i kierunek do celu, przepuszcza przez pryzmat możliwości pocisku i określa tym samym trajektorię lotu, którą system pocisku próbuje odpowiednio utrzymać z wykorzystaniem m.in. akcelerometrów czy żyroskopów. Problem? Bardzo niska celność.

Dlatego też z czasem opracowano naprowadzanie inercyjne, które wykorzystuje pokładowe czujniki do obliczania położenia pocisku na podstawie przyspieszenia nadawanego mu po opuszczeniu znanej pozycji. Naprowadzanie inercyjne jest praktycznie podstawą na etapie początkowego naprowadzania pocisków, ponieważ nie wymaga zewnętrznego sygnału i nie może być zagłuszane.

Korea Północna wystrzeliła swój największy pocisk, Hwasong 12, pocisk Hwasong 12,

Najważniejsze naprowadzania tego typu obejmują również wykorzystywanie satelitów (GPS, GLONASS), rzeczywistego terenu (TERCOM i DSMAC), a nawet gwiazd w ramach naprowadzania astro-inercyjnego (fuzji sensoryczno-informacyjnej naprowadzania inercyjnego i nawigacji niebieskiej). 

GOT, czyli najważniejsze rodzaje naprowadzania

Wczytując się w rodzaje naprowadzania GOLIS, trudno nie zauważyć, że to głównie zabawa fizyką i rozwiązaniami nie do pojęcia dla przeciętnego zjadacza chleba. Znacznie łatwiejsze w zrozumieniu są tym samym systemy typu GOT, których jest znacznie więcej i które obejmują kontrolowanie pocisku w locie z poziomu wyrzutni startowej lub samego pocisku. Oba rozwiązania mają swoje wady, jak i zalety (cenę, skuteczność, możliwości).

Zanim przejdziemy dalej, warto wspomnieć, że systemy naprowadzania składają się głównie z trzech elementów działania. Mowa o nawigacji do śledzenia aktualnego położenia pocisku, naprowadzania w myśl kierowania pocisku w stronę celu z wykorzystaniem danych nawigacyjnych i informacji o wrogu oraz samego sterowania pociskiem tak, aby zmieniać jego tor lotu i trajektorię. Różni się to od tego, czy w grę wchodzi rodzaj zdalnego sterowania lub bezpośredniego naprowadzania.

Zdalne sterowanie pocisków. Największa wada? Niska skuteczność przeciwko bardzo szybkim celom

To zdecydowanie najbardziej rozległa dziedzina rodzajów naprowadzania, w których to systemy naprowadzania wymagają użycia radarów i połączenia radiowego lub przewodowego pomiędzy punktem kontrolnym (głównie wyrzutniami) a wystrzelonymi z nich przed momentem pociskami. Wyróżniamy w tym systemy CLOS i COLOS, z czego ten drugi był jednym z pierwszych zastosowanych systemów naprowadzania i nadal jest w użyciu, głównie w rakietach przeciwlotniczych. 

Czytaj też: Niczym latający ninja. Pocisk Hellfire R9X zabija ostrzami zamiast wybuchem w „szczytnym celu”

Tak jak CLOS bazuje na współrzędnych kątowych między ciągle widocznym w linii wzroku pociskiem a celem (wraz z wariantami MCLOS, SMCLOS, SACLOS, ACLOS, które w różnym stopniu angażują strzelca), tak COLOS lokalizuje zarówno pocisk, jak i cel, biorąc pod uwagę przede wszystkim dzielącą je odległość. W przypadku tego systemu celownik wyrzutni i pociski może być zorientowany w różnych kierunkach. 

Jednym z ciekawszych systemów tego typu jest tak zwany „Pursuit System”, czyli „system ścigający”, w którym to wystrzelony pocisk automatycznie koncentruje się na celu i kontynuuje pościg za nim aż do momentu trafienia. Zamiast wymaganych wcześniej trzech punktów informacji (punktu informacyjnego, siebie samego i celu), wymaga tylko siebie i celu. W wariancie Altutide oś pocisku jest utrzymywana w kierunku celu, a w Vector sam wektor prędkości pocisku.

Naprowadzanie bezpośrednie pocisków

Ten rodzaj naprowadzania jest zdecydowanie tym najpowszechniejszym i zacznie bardziej rozbudza wyobraźnię. Dzieli się na trzy główne rodzaje:

  • Naprowadzanie pasywne
  • Naprowadzanie półaktywne
  • Naprowadzanie aktywne
PPZR Piorun, zestawy rakiet przeciwlotniczych,Piorun, GROM-M, GROM
Polskie Pioruny wykorzystują pasywną nawigację na źródło ciepła

Ten pierwszy rodzaj obejmuje wykorzystywanie konkretnych i niezmiennych cech celów, jak np. generowanego ciepła i fizycznych rozmiarów. W tym pierwszym przypadku wystrzelony pocisk wyszukuje punkty ciepła (zwykle wyloty spalin samolotów i śmigłowców) i to na nie się kieruje. Z kolei pociski wyposażone w kamery kierują się zwykle na kontrast (miejsce na ekranie, które zmienia się najszybciej) i utrzymują tor lotu w jego kierunku, nierzadko będąc pod opieką operatora, który również ma dostęp do tego, co „pocisk widzi”. 

Ukraińskie przeciwpancerne zestawy Stugna i Skif,
Ukraińska Stugna naprowadzana na wiązkę lasera

Naprowadzanie półaktywne angażuje już do działania element aktywny, a nie tylko pasywny. W praktyce oznacza to, że łączy pasywny odbiornik z oddzielnym radarem, który ma za zadanie wskazać temu pierwszemu cel. Zwykle angażuje się do tego fale radiowe w ramach Semi-Active Radar Homing – SARH, ale równie często spotyka się naprowadzanie laserowe, w przypadku którego głowica pocisku reaguje właśnie na laser oświetlający cel. Ten jest emitowany zwykle z wyrzutni lub oddzielnego modułu, którym zarządzają oddziały.

AIM-120 AMRAAM

Czytaj też: Oto rosyjski BTR-90. Transporter opancerzony, który jest bojowym wozem piechoty

Przechodząc już do najbardziej imponującego naprowadzania, jest to zdecydowanie naprowadzanie aktywne. Wykorzystuje ono system radarowy zamontowany na pocisku do ciągłego dostarczania sygnału naprowadzającego. W praktyce to podejście utrzymuje radar pocisku bezpośrednio na celu i wpływa na trajektorię pocisku na podstawie uzyskanego kąta na linii pocisk-cel. Jest to stosowane zwykle w przypadku pocisków przeciwokrętowych i przeciwlotniczych typu fire-and-forget.