موضوع شيق ومفيد من شرحى الخاص اتمنى ان ينال اعجابكم

قبل البداء فى مضمون الموضوع يجب الاشارة اولا الى
انواع الصواريخ حيث تنقسم انواع الصواريخ الى خمسة انواع

اولا surface-to-surface او صواريخ سطح-سطح
ثانيا surface-to-air او صواريخ سطح-جو
ثالثا air-to-surface او صواريخ جو-سطح
رابعا air-to-ground او صواريخ جو-ارض
خامسا air-to-air او صواريخ جو-جو
للتوضيح surface تعنى السطح اى الارض او البحر او حتى فى عمق البحر مثل الصواريخ التى تطلق من الغواصات 

وقد تصنف الصواريخ لثلاثة فئات tactical missile وهى الصواريخ التى تطلق من ميدان القتال مباشرة , و support missiles وهى صوارخ داعمة وتطلق من خلف ميدان القتال الرئيسى , و stratigic missile وهى تتمثل فى الصواريخ عابرة للقارات


وقد تصنف الصواريخ حسب خصائص طيرانها مثال الصواريخ الهوائية وهى التى تدعم خلال طيرانها عن طريق ضغط الهواء على جانبى الاجنحة وسطح الصاروخ وهى اشبة ما يكون بنظام طيران الطائرات
اما صواريخ مثل الصواريخ الباليستية هى تطير فقط عن طريق مصدر طاقة داخلية مثال المحرك الصاروخ او rocket engine لكى تستطيع الطيران , والصواريخ الهوائية عادتا تطير فى مسار مستقيم عكس الصواريخ الباليستية التى تطيرالى الهدف فى مسار مقوس مثل قذائف المدفعية


ومن هنا يجب الاشارة الى مكونات لصاروخ

ينقسم مكونات الصاروخ الى عده مكونات رئيسية الا وهى
1.التوجية وهو عقل الصاروخ وهو من يوجه الصاروخ الى المسار والمناورات
2.التحكم وهو من ينفذ تحريك الصاروخ وتنفيذ المناورات
3.الشحنة الانفجارية
4.ونظام الدفع
,وهذه الاجزاء مركبة ببعضها بدقة لتكوين الصاروخ , ويختلف ترتيب هذه الاجزاء الرئيسية من صاروخ الى اخر

ومن هنا ناتى الى موضوعنا الرئيسى
 وهو نظام التوجيه وهو يعتبر عقل الصاروخ الذى يمكن الصاروخ من المناورة بعد ارسال الاتوجيهات الى اجزاء التحكم فى الصاروخ لتنفيذ الغرض الرئيسى لنظام اللتوجية الا وهو التصدى للهدف سواء كان
الهدف مناور او غير مناور , قد  ترتكز وظيفة التوجية على معلومات من اشارات صادرة من الهدف او عن طريق معلومات من المنصة المطلقة مثل الطائرات والسفن وغيرها وقد ترتكز وظيفة التوجية على الاثنين معا اشارات ملتقطة من الهدف ومعلومات من المنصة المطلقة .

يتكون نظام التوجية من قسمين رئيسين اولا altitude control system نظام تحكم للارتفاعات
ثانيا flight path control system نظام تحكم لمسار الطيران
altitude control system نظام تحكم للارتفاعات وهو يحافظ على الارتفاع المرغوب لطيران الصاروخ فى المسار المخطط لطيران الصاروخ .

flight path control system
نظام تحكم لمسار الطيران هو توجيه الصاروخ الى الهدف المحدد وهو يتم عن طريق تحديد اخطاء مسار الصاروخ وتوليد الاوامر اللازمة اتصحيح هذه الاخطاء وارسال الاوامر الجديدة الى الانظمة الفرعية للتحكم ومنها يطير الصاروخ الى الهدف فى افضل مسار ممكن .

تعتبر عملية التوجية وانظمة التحكم الفرعية قائمة على مبداء closed lope او servo  امتمثلة فى الشكل الاتى

وحدة التحكم تعطى تعديلات تصحيحية واجزاء التحكم بالصاروخ مثل الاجنحة وغيرها فى حال حدوث اخطاء فى التوجية , وايضا وحدات التكم تظبط الاجنحة والزعانف للصاروخ لعمل استقرار stabilization لمسار الصاروخ خلال المناورات المختلفة .
 يعتبر التوجية وال stabilization عمليتان منفصلتان على الرغم من حدوثهما فى وقت واحد .

*************************************************************
مراحل التوجية
توجية الصاروخ عادتة ينقسم الى ثلاثة مراحل وهذه المراحل هى كالاتى : boost الدفع , midcourse , terminal او المحطة النهائية . ليست كل الصواريخ تمر بالمراحل الثلاثة
________________
Initial Phase /Boost
هى المرحلة الاولية للصاروخ وهو جزء من نظام الدفع للصاروخ وهذه المرحلة من نظام الدفع  يطير فيها الصاروخ الى خارج منصة الاطلاق وتننتهى بانتهاء الوقود الخاص بالبوستر او الدافع . فى حالة الصواريخ البحرية يتم دفعها الى سرعة الطيران عن طريق اجزاء البوستر او الدافع المرتبط بالصاروخ احيانا وليس دائما ينفصل عن الصاروخ .

فى حاله الصوارخ التى ينفصل بها البوستر عن الصاروخ يتم انفصاله عند انتهاء الوقود ويطير بعيدا عن الصاروخ كما فى الشكل الاتى

وانفصال البوستر المحترق عن الصاروخ يقلل من الحمل الزائد عن الصاروخ ويسمح له بالطيران الى مسافات اكبر . مثال عن الصواريخ ذات الدافع المنفصل صاروخ Harpoon , Standard er

مشاكل المرحلة الاولية وطرق حلها تختلف من صاروخ لاخر و تعتبر طريقة الاطلاق احد العوامل . ويبقى الغرض الاساسى واحد ,الصاروخ قد يكون مبرج مسبقا او يصوب فعليا فى اتجاه معين ومحدد وذلك عن طريق حاسب ادارة النيران وكلا
الاسلوبين يبنى الخط الذى سيطير فيه الصاروخ خلال مرحلة الدفع او Boost , وعند انتهاء هذه المدة الزمنية للدفع يكون الصاروخ عند نقطة محددة ومحسوبة بدقة سابقا .
 قبل الاطلاق يتم تغذية هذه المعلومات الى الصاروخ .

بالنسبة للصواريخ الراكبة للاشعاعات الادارية beam riding missiles تلك الصواريخ يجب  عند نهاية مرحلة ال boost ان تكون فى نفطة معينة تسمح لها بان تلطقت عن طريق انبعاثات الرادار . اذا لم يطير الصاروخ فى المسار المخطط والمقدر له خلال مرحلة ال boost باكبر دقة ممكنه لن يستطيع الصاروخ الوصول الى النقطة التى تمكنة من الالتقاط عن طريق اشعاعات الرادار والوصل الى الهدف .

خلال مرحلة الدفع لبعض الصواريخ يعمل نظام التوجية واطراف التحكم بالصاروخ بالاغلاق على اتجاه معين ومحدد وهو ما يعطى الصاروخ الثبات ويتسبب فى طيرانه فى مسار مستقيم الى الهدف .

_______________
Midcourse Phase
لا تمتلك كل الصواريخ مرحلة Midcourse ولكن عند وجودها فهى دائما المرحلة الاطول بين كل مراحل الصاروخ فى كل من المسافة والوقت . خلال هذه المرحلة من الطيران من الممكن احداث تغييرات لتعديل مسار الصاروخ التاكد
من المحافظة على هذا المسار . فى اغلب الحالات يهدف مرحلة ال Midcourse الى توجييه الصاروخ الى ان يصبح قريب من الهدف حتى تبداء مرحلة ال Terminal ويبداء التوجية الخاص بهذه المرحلة . صواريخ Harpoon , Standard SM يتضمنو مرحلة Midcourse فى التوجية .

_____________
Terminal Phase
مرحلة الوصول او المرحلة النهائية هى مرحلة ذات اهمية كبرى . وهذه المرحلة التى تتضمن اخر مرحلة للتوجية يتوجب ان تكون ذات دقة عالية جدا الى جانب سرعة رد فعل عالية لاشارات التوجية لضمان التصدى للهدف بدقة . فى نهاية فترة
الطيران يكون الصاروخ فى حاجة الى الوصول الى اعلى درجات المناورة لكى يستطيع عمل التفافات ذات ذواية صعبة وحادة لاعتراض هدف ذو سرعة ومناورة عالية .
فى بعض الصواريخ تكون قدراتها على المناورة ضعيفة فى بداية مرحلة ال terminal , وعند اقتراب الصاروخ من الهدف يصبح لدية رد فعل اقوى فى التقاط الاشارات عن الاخطاء  ومنها الدقة فى الوصول الى الهدف , وهو ما

يعوض عدم قدرة الصاروخ على عمل مناورات حادة فى بداية المرحلة .
**************************************************************
Guidence and Control
هناك عدة طرق اساسية لتوجية الصواريخ , مثال الصواريخ الموجهة والصويخ المطلقة جوا , هذه الانواع تعمل عن طريق رادار بداخل الصاروخ او عن طريق باحث بالاشعة تحت الحمراء . وعن طريقهم يستطيع الصاروخ البحث عن الهدف
وذلك بمساعدة بعض الانعكاسات والانبعاثات الصادرة من الهدف نفسة . انعكاسات موجات الرادار او البصمة الحرارية للهدف نفسة احد الاسباب الرئيسية التى عن يرتكز اليها نظام التوجية 
ومن هنا ناتى الى شرح اول انواع او اساليب التوجية
_____________
1.Inertial Guidence
نظام التوجية بالقصور الذاتى هو نظام توجية يكون مسار الصاروخ محدد مسبقا  و وخلال هذا التوجيه يتم التحكم بالصاروخ عن طريق نظام اتوماتيكى موجود بداخل الصاروخ يسمى accelerometers .

accelerometers هو جهاز قصور ذاتى يقيس السرعة وتزايدها . خلال التحكم بالصاروخ يقيس الجهز السرعة عند الطيران vertical , lateral , and longitudianl او التسارع
فى الاوضاع الاتية العمودي، والأفقي والطولي للصاروخ . كما فى الشكل الاتى

رغم انه فى بعض الحالات قد لايكون هناك اتصال بين منصة اطلاق الصاروخ والصاروخ نفسة بعد الاطلاق , الا انه يكون بوسع الصاروخ ان يجرى تعديلات من تلقاء نفسة على مسار الطيران بدقة متناهية .
خلال الطيران قد يحدث تغير فى اوامر السرعة نتيجة عدة مؤثرات خارجية , ويتم ارسال الاوامر بطرق مختلفة تتغير باختلاف نوع الصاروخ , ويتم تحويل البيانات الى الكمبيوتر الداخلى للصاروخ ومعالجتها بدقة لتوجية الصاروخ .

مؤخرا تم دمج نظام توجية القصور الذاتى بنظام الملاحة GPS ليضفى دقة اكثر على توجية الصاروخ , يستخدم نظام القسور الذاتى مع نظام GPS فى الصواريخ عابرة للقارات inter-continental ballistic missiles .
 
رغما عن افضل انظمة القصور الذاتى المتاحة , يعنى الصاروخ من ظاهرة تسمى Drift او الانجراف عن المسار . وهذه الظاهرة تقاس عن طريق المسافة (متر بالساعة) .
على سبيل المثال عندما كان الصاروخ الجوال التوماهوك Tomahawk قيد التطوير كان محدد له بمدى انجراف 900 متر بالساعة بمعنى انه اذا طار الصاروخ اكثر من  ساعة كاملة سيخطى الهدف بنسبة 900 متر .
 الصواريخ العابرة للقارات تتطير بسرعات sonic and supersonic بينما الصواريخ الجوالة الاصغر فى الحجم تتطير بسرعات subsonic وهو ما يعنى ان هناك فرص اكبر لاخطاء الهدف .

___________________
2.Beam-Rider Guidence
هو النوع الثانى الذى سنتناولة بخصوص التوجية , وهو عبارة عن من اوامر التوجية التى عن طريقها يبحث الصاروخ مركز طاقة اشعاع يتم التحكم فى اتجاهها , عادتا هى عبارة عن اشعاع رادارى ضيق  . ويقوم نظام التوجية باستلام معلومات تخص موقع الصاروخ خلال الاشعاع .

يحلل نظام التوجية المعلومات ويصدر اشارات التصحيح التى تحافظ على مسار  الصاروخ فى منتصف الاشعاع , فى حالة التوجية بالليزر يقوم رادار ادارة النيران بتصويب الاشعاع على الهدف ويقوم الصاروخ بركوب الاشعاع الى الهدف .

عندما تتحرك الاشعاعات وتنتشر يصعب على الصاروخ البقاء فى منتصف الاشعاع , ولهذا السبب تقل دقة الاصابة للهدف عندما تزداد المسافة بين الصاروخ والهدف , عندما لا يكون الهدف فى حاله تقدم ناحية الصاروخ او فى حالة ثبات يتطلب الصاروخ اوامر لتغيير المسار وقد يتطلب فى بعض الاحيان ان يناور الصاروخ وهو ما يسبب فى فقدان قدر من السرعة والمدى للصاروخ . ولذلك تكون الصواريخ الراكبة للاشعاع مؤثرة ضد الاهداف القصير والمتوسطة .

______________
3.Homing Guidence
هو نظام توجية يتم التحكم فيه بمسار الصاروخ عن طريق جهاز خاص  يلتقط و تتفاعل مع بعض الانعكاسات او المؤثرات الخاصة بالهدف وهذه المؤثرات قد تكون فى شكل ضوء او موجات او حرارة او موجات صوتية او حتى مجال مغناطيسى تصدر من الهدف .

 هذا النظام فى التوجية يستخدم رادار او موجات Radio frequency لتحديد موقع الهدف , بينما يستخدم احيانا صوارخ جو-جو اشعة تحت الحمراء
ولارتباط نظام التتبع بمؤثر خاص او طاقة تصدر من الهدف فان الاتصال بين الصاروخ والهدف يستكمل ويتم الحفلظ علية حتى يتم الاعتراض , يستمد الصاروخ اشارات اخطاء التوجية على اساس موقعه بالنسبة للهدف , وهو ما يجعل منه اكثر

انواع التوجية دقة وهو ما يعتبر ذو اهمية قصوى لمواجهة الاهدافف المتحركة
ينقسم الى ثلاثة فئات هذه النظام الى Active , Semiactive , and Passive .

Active
التوجيه النشط يتم خلاله اضائة الهدف عن طريق بث اشعاع رادارى من الصاروخ نفسه , حيث يتم التقاط الاشعاعات التى يسلها رادار الصاروخ وتنعكس على الهدف ويلتقطها اجهزة الاستقبال بالصاروخ , وعن طريق هذه الانعكاسات يتعرف

الصاروخ على سرعة الهدف ويحدد مسافتتة , وعن طريق هذه المعلومات يتمكن نظام التوجية من حساب افضل  زاوية للجوم واعتراض الهدف , ويستقبل نظام التحكم الاوامر الالكترونية من نظام التوجية ومنها يحرك الصاروخ ويناور الى ان يعترض الهدف .


Semiactive
التوجية نصف النشط يتم عن طريق اضائة الهدف من مصدر خارجى او منصة الاطلاق كاشعاعت رادارية صادرة من المقاتلة التى اطلقت الصاروخ , ثم يلتقط رادار الصاروخ الانعكاسات من الهدف ويحلل المعلومات ويرسل الاوامر الالكترونية لنظام التحكم ومنها ولاطراف التحكم الخارجى لتوجية الصاروخ الى الهدف

Passive
التوجيه السلبى يتم عن طريق طريق انعكاسات من الهدف فقط مثل التوجية على مصدر اشعة تحت الحمراء مثل العادم الخارج من المقاتلة او موجات رادارات ارضية مثل الصواريخ الراكبة للشعاع , حيث يلتقط seeker الصاروخ الاشارات المنعكسة من الهدف ثم يقوم نظام التحكم بالحسابات وارسال الاوامر لاطراف التحكم ومنها لاعتراض الهدف

_______________________
4.Optronic Guidence system
يعتبر نظام التوجية البصرى الالكترونى ذو اهمية كبيرة , يكمن اهميتة فى بعض المميزات مثل high resolution , واستخدام اسلوب سلبى للتوجية اى انه لايصدر اشعاعات من الصاروخ , وفى معظم الاحيان يكون الصاروخ صغير الحجم نسبيا وخفيف الوزن بسبب المكونات الداخلية البسيطة .

للاختصار هى ذات دقة عالية وبصمة رادارية منخفضة وهما ما يضفون على النظام الكثير من البساطة .
نظام التوجية البصرى الالكترونى يحتوى على اجهزة استقبال صغيرة و شديدة الحساسية ونظام تحليل معلومات ارضى لاستقبال ومعالجة الصور مما يساهم فى التعرف على الهدف الى جانب ارسال البيانات فورا الى منصات الاطلاق للصواريخ .
وفى وقتنا الحاضر يعتبر هذا النظام فى التوجية قمة فى التقدم حيث السرعة الفائقة فى حاسبات النظام والبرمجيات المتقدة والمعقدة ,ويستخدم هذا النظام فى الصاروخ الامريكى الجوال Tomahawk

تعتبر الصواريخ الجوالة ذات التوجية البصرى الالكترونى اكثر كفائة فى مقاومة الدفاعات المضادة للصواريخ الى جانب انها ذات دقة عالية حيث ان نسبة اخطائها للهدف لاتزيد عن عدة امتار .

______________________
5.Tercom Guidence system
لعلاج مشكلة الانجراف التى تواجة نظام التوجية بالقصور الذاتى بسبب طول المسافة وطول وقت الطيران تم استحداث نظام يسمى TERCOM وهى اختصار Terrain Contour Matching او مطابقة التضاريس للطبيعة الجغرافية .

رغم ان النظام ليس حديث حيث تم اختبارة عام 61 ولم يكن ذو اولية وام يحظى اهتمام حينها , ولكن الان مع وجود اجهزة حاسب صغيرة ودقيقة تم اعادة النظر مرة اخرى الى هذه التقنية للملاحة وذلك فيما يخص الصواريخ .
ولكن كيف يعمل هذا النظام ؟
يستخدم النظام رادار يقوم بعمل مسح للارض وما بها من تضاريس وذلك المنطقةالتى يمر بها الصاروخ , ثم يتم مقارنة البيانات الارضية التى تم كشفها مع خرائط رقمية مسجلة فى حاسب الصاروخ .
هذه الخرائط تكون مخصصة للمنطقة التى يطير فوقها الصاروخ وفقا للمصار المخطط له وهذه الخرائط تكون ملتقطة عن طريق الاقمار الصناعية او طائرات الاستطلاع . عند استخدام النظام وحدوث انجراف للمسار يتم فى الحال تصحيح نظام القصور الذاتى وتصحيح المسار لوضع الصاروخ فى مسارة الصحيح . وعن طريق نظام التوجيه المستخدم حديثا تم معالجة انجراف الصاروخ وضمان هجوم الراس الانفجاى فى محيط 50 متر من الهدف .

 ولكن هناك ايضا مميزات اخرى لهذا النظام منها انه عند استخدام هذا النظام يطير الصاروخ على ارتفاعات منخفضة جدا فيما يشبة اسلوب ال skimming الى جانب صغر حجم الصاروخ و صغر مقطعة الرادارى وبصمة صغيرة للاشعة تحت الحمراء ’ كل هذا يجعل الصاروخ غير قابل للرصد من قبل رادارات الاعداء و قدرة النظام على تحديد مسار معين يجعل الصاروخ يطير فى مسار معين حول دفاعات العدو للضرب من زاوية معينة .

هناك بديل للمعلومات الخاصة بالملاحة التى يحسبها نظام التوجية بالقصور الذاتى وهذا البديل هو ال GPS . حيث يستطيع الحاسبات بداخل الصاروخ الاتصال بالاقمار الصناعية لتحديد المسار فوريا , ونظام ال GPS  منتشر فى  حاضرنا بكثرة سواء فى المجالات المدنية او العسكرية .

_____________________________
6.Polyphem Fiber-Optic Guidence system
هو نظام يعتمد على التصوير بالاشعة تحت الحمراء للتوجية الدقيق ضد الاهداف الثابتة والمتحركة ليلا او نهارا . الصور الملتقطة من الكاميرا فى مقدمة الصاروخ يتم ارسالها الى وحدة الاطلاق عن طريق كابل مصنوع من الالياف البصرية حيث يتم تحليل الصور ومعالجتها قبل الارسال لمشغل النظام الصاروخى. وعندها يستطيع مشغل الصاروخ ارسال اشارات التوجية عن طريق الكابل .
 
النظام يعتمد على اسلوب متطور لتحليل للصور مرتبط بنظام الحلول الحسابية او الخوارزميات و محولات كهروبصرية ووصلات لاسلكية.
محطة الاطلاق لديها وحدة مراجعة خاصة بنظام ال GPS , جهاز north seeking وواجهة نظام c3i او command , control , communication and information . 

عند تخطيط العمليات تقوم وحدة الاطلاق بتخزين خريطة رقمية والقييام باستعراض الخريطة اثناء الطيران
يظل جهاز التصوير بالاشعة تحت الحمراء هو العامل الاساسى فى التوجية , ويكون الجهاز مثبت على منصة ثنائية المحاور تستطيع الدوران بثبات . يستطيع النظام خلال مكوناته من على ان يرصد الاهداف والتمييز بينها , والتاكد ايضا من تدمير الاهداف , كما يستخدم النظام فى الاستطلاع .
يمكن للنظام رصد الاهداف من مدى 8 كم .

يتالف نظام الملاحة من وحدة قياس بالقصور الذاتى مدعمة ب altimeter خاص بقياس الارتفاع و مستقبل GPS وذلك لضمان التزام الصاروخ بمسار محدد مسبقا لمكان الهدف .
يستطيع نظام Fiber-optic transmission من ارسال بيانات فيديو من الصاروخ الى المحطات الارضية وارسال بيانات اوامر الى من المحطات الارضية الى الصاروخ بقدرات تصل الى 200 ميجابايت بالثانية .
النظام يستطيع مقاومة التشويش العالى والتداخل المغناطيسى .
_____________________
7.Retransmission homing
او ما يسمى Track Via Missile وهو يعتبر خليط بين  command guidance, semi-active radar homing    
خلاله يستقبل الصاروخ الاشعاع الصادر من الرادار الارضى والمنعكس من الهدف ثم يرسلها الى وحدة التتبع التى ترسلها بعد ذلك الاوامر الى الصاروخ . يتميز النظام عن التوجية النشط انه لا يخطر الهدف عن قدوم الصاروخ لانه لايغلق على الهدف , وايضا يتميز عن التوجية نصف نشط بانه اقل تعقيدا لانه يرسل البيانات الى محطات توجية ارضى ومن ثم استقبال الاوامر جاهزة لاعتراض الهدف
من الصواريخ التى تعمل بهذا النظام ال HQ-9 -Patriot -S-300

***************************************************************
***************************************************************
بعد الانتهاء من الموضوع الاصلى بحمد الله وهو التوجيه  اقدم اشارة مبسطة لبعض مسارات الطيران الموجة

مسارات الطيران الموجة
وهى عبارة عن قسمين وكل قسم به عدة فئات مختلفة
1.preset  او المسارات المعدة مسبقا وينقسم الى فئتين

*constant او الثابت وخلاله قد يكون الصاروخ ثابت المسار وذلك مدخل الى الصاروخ قبل الطيران وهو ما يسمى fixed before launch ,  وقد يكون بعد الاطلاق مباشرا ولايمكن تغييرة بعد الطيران 

*programmed وهو اسلوب طيران يكون مدخل ومسجل  بالصاروخ عدة مراحل يمر بها تتابعا


2.variable او المسارات المتغيرة وبه عدة فئات
*pursuit


*constant bearing

انتهى

ارجو الطلب عن الرغبة فى نقل الموضوع
المصدر
http://www.docstoc.com/docs/71555809/Missile-guidance-system
http://www.docstoc.com/docs/71555881/MISSILE-GUIDANCE-SYSTEM

شكرا على الدعوة اخى الفاضل

الموضوع مميز والمجهود المبذول فيه واضح جدا , تقبل تقييمى المتواضع

وبما أنك من المهتمين بمجال الصواريخ أتمنى أن تعد موضوع عن أنظمة توجية الصواريخ وخاصة أن كوريا الشمالية فشلت فى إتقانها حتى الأن.

خالص تحياتى وتقديرى