İçeriğe atla

Güdüm sistemi

Güdüm sistemi, bir füze, uydu, roket, uçak, helikopter, gemi veya benzeri aracın, iki veya üç boyutlu ortamdaki bir konumdan ayrılarak varmaya programlandığı bir başka konuma ulaşabilmesini sağlayan elektromekanik aygıt veya aygıtlara verilen genel isimdir. Özellikle askeri terminolojide bu söylem, herhangi bir insan kontrolü olmaksızın otonom seyir yeteneğine sahip araçlar için kullanılır. Operasyonunda yüksek oranda beşeri katkıya ihtiyaç duyan benzeri sistemlere ise navigasyon veya seyrüsefer sistemleri denir ve bunlar güdüm sistemlerinden farklı bir kategoride değerlendirilirler.

Tarihçe

Güdüm sistemleri askeri alanda ilk olarak II. Dünya Savaşı'nda Almanların geliştirdiği V-1 füzesinde kullanılmıştır. Bu füzede kullanılan güdüm sistemi uçuş yönünü sabit tutmak için takılan basit bir jiroskop, uçuş süresi ve dolayısıyla hedefe mesafeyi belirlemek için kullanılan bir hız sensörü, yüksekliği belirlemek için kullanılan bir altimetre ve tüm bu güdüm elemanlarından gelen veriyi birleştirip işlemek suretiyle uçuş kontrol yüzeylerine aktararak füzeyi hedefe yönlendiren alt sistemlerden oluşmuştur.

Çalışma şekli

Bir güdüm sistemi üç ana görev grubundan oluşur: Girdi grubu, işlem grubu ve çıktı grubu. Girdi grubu çeşitli anten, mikrofon, alıcı, kamera, sensör ve diğer ham veri giriş modüllerinden oluşabilir. İşlem grubu bir veya daha fazla merkezi işlem birimi (CPU) ile elektronik regülasyon, manipülasyon ve destek ünitelerinden meydana gelir ve işlevi girdi grubu aygıtlarından gelen ham veriyi belirli algoritmalara göre derlemek, gerekirse önceden oluşturulmuş veri tabanlarındaki değerleri ile karşılaştırmak ve otonom olarak yönetilen aracın yön, belirli bir referans noktası ya da hedefe göre konum, hız, ivme, vb sayısal değerlerinin değiştirilip değiştirilmemesi veya örneğin araç üzerindeki bir harp başlığının aktive edilme zamanının gelip gelmediğine karar vermektir. Verilen kararlar sürekli olarak çıktı grubu aygıtlarına aktarılır. Bunlar arasında motorlar, servo ve aktüatörler, pompalar, türbinler, elektromekanik aygıtlar, fünyeler, verici antenler, kanat ve kanatçıklar olabilir. Bu sistem elemanları, işlem grubundan gelen komutlara göre ve gerçek zamanlı olarak güdümlenen aracın görevin gerektirdiği hareketleri yüksek doğrulukla yerine getirmesini sağlar.

Açıklama

Güdüm sistemleri 3 temel bölümden oluşur: mevcut konumu izleyen navigasyon, navigasyon verilerini ve hedef bilgilerini doğrudan uçuş kontrolüne "nereye gideceğini" kontrol etmek için kullanan güdüm ve aerodinamik ve/veya motor kontrollerinde değişiklik yapmak için rehberlik komutlarını kabul eden kontrol.

Navigasyon, 1711'de Boylam ödülü ile odak noktası olmuş bir bilim ve nerede olduğunuzu belirleme sanatıdır. Navigasyon yardımcıları ya "sabit" bir referans noktasından (ör. yer işareti, kuzey yıldızı, LORAN İşareti) hedefe "göreceli" konumu (ör. radar, kızıl ötesi, ...) ölçer veya bilinen bir konumdan/başlangıç noktasından (örn. IMU) “hareket”i izler. Günümüzün karmaşık sistemleri, mevcut konumu belirlemek için pek çok çözüm kullanır. Örneğin, günümüzün en gelişmiş navigasyon sistemleri Anti-balistik füze içindedir; RIM-161 Standart Füze 3, hızlandırma aşamasında GPS, IMU ve yer segmenti verilerini ve engelleme hedeflemesi için göreceli konum verilerini kullanır. Karmaşık sistemlerin genellikle sapmayı düzeltmek, doğruluğu artırmak (örn. hedefe göreceli olarak) ve sistem arızasını gidermek için birçok yedeklemesi vardır. Navigasyon sistemleri bu nedenle hem sistemin içinde hem de veya harici (ör. yer esaslı güncelleme) birçok farklı sensörden girdileri alır. Kalman filtresi, mevcut konumu çözmek için navigasyon verilerini (birden çok sensörden) birleştirmeye yönelik en yaygın çözümü verir. Örnek navigasyon yaklaşımları şunlardır:

  • Göksel navigasyon, denizcilerin karaya ulaşmalarını sağlamak için ölü hesaplara güvenmek zorunda kalmadan sıradan okyanusları geçmelerine yardımcı olmak için tasarlanmış bir konum sabitleme tekniğidir. Göksel navigasyon, ufuk ile ortak bir gök cismi arasındaki açısal ölçümleri kullanır. Çoğunlukla Güneş ölçülür. Usta denizciler Ay'ı, gezegenleri veya koordinatları deniz almanaklarında çizelgelenen 57 seyir yıldızından birini kullanabilir. Tarihsel araçlar sekstant, saat ve efemeris verilerini içerir. Günümüzün uzay mekiği ve çoğu gezegenler arası uzay aracı, atalet navigasyon sistemlerini kalibre etmek için optik sistemleri kullanır: Mürettebat Optik Hizalama Görüşü (ing: Crewman Optical Alignment Sight (COAS)),[1] Star Tracker.[2]
  • Atalet Ölçüm Birimleri (IMU'lar), füzelerde ve uçaklarda mevcut konumu (navigasyon) ve oryantasyonu korumak için birincil atalet sistemidir. Karmaşık bir dengeleme halka sistemi içinde 3 derece hareketle serbestçe dönebilen bir veya daha çok dönen Jiroskopa sahip karmaşık makinelerdir. IMU'lar "döndürülür" ve piyasaya sürülmeden önce kalibre edilir. Çoğu karmaşık sistemde en az 3 ayrı IMU mevcuttur. IMU'lar, bağıl konuma ek olarak, tüm eksenlerde ivmeyi ölçebilen ivmeölçerler içerir. Hızlanma verileriyle birlikte konum verileri, bir aracın hareketini "izlemek" için gerekli girdileri sağlar. IMU'ların sürtünme ve doğruluk nedeniyle "sapma" eğilimi vardır. Bu sapmayı gidermek için hata düzeltmesi, yer bağlantısı telemetri, GPS, radar, optik göksel navigasyon ve diğer navigasyon yardımcıları aracılığıyla sağlanabilir. Başka (hareket eden) bir aracı hedeflerken, göreceli vektörler çok önemli hale gelir. Bu durumda “hedefe göre” konum güncellemeleri sağlayan seyir yardımcıları daha önemlidir. Mevcut konuma ek olarak, ataletsel navigasyon sistemleri ayrıca tipik olarak gelecekteki hesaplama döngüleri için tahmin edilen bir konumu da tahmin eder. Ayrıca bkz. Atalet navigasyon sistemi.
  • Astro-atalet güdümü, Atalet güdümü ve Göksel navigasyonun sensör birleşimi/enformasyon birleşimi'dir.
  • Uzun Menzilli Navigasyon (LORAN) : Bu, GPS'in öncülüydü ve esas olarak ticari deniz taşımacılığında kullanılıyordu (ve bir ölçüde hala da kullanılıyor). Sistem, bilinen vericilere yönelik yön referansına dayalı olarak geminin konumu nirengi ile çalışır.
  • Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) : GPS, ABD ordusu tarafından, fırlatılmadan önce Denizaltından fırlatılan balistik füze(SLBM'ler) atalet navigasyonu içindeki "sürüklenmeyi" ele almak amacıyla tasarlandı. GPS 2 sinyal türü iletir: askeri ve ticari. Askeri sinyalin doğruluğu sınıflandırılmıştır ancak 0.5 metrenin oldukça altında olduğu varsayılabilir. GPS sistemi uzay bölümü, yaklaşık 20,200 km (12,600 mi) yükseklikte orta Dünya yörüngesinde bulunan 24 ila 32 uydudan oluşur. Uydular altı belirli yörüngededir ve mesafeleri türetmek ve konumu nirengilemek için kullanılabilecek son derece doğru zaman ve uydu konum bilgilerini iletir.[3]
  • Radar/Kızılötesi/Lazer: Bu navigasyon şekli “bilinen bir hedefe göre” güdüm için bilgi sağlar, hem sivil (eski randevu) hem de askeri uygulamaları vardır.
    • aktif radar hedef tespiti (hedefi aydınlatmak için kendi radarını kullanır),
    • pasif (hedefin radar emisyonlarını algılar),
    • yarı aktif radar hedef tespiti,
    • Kızılötesi güdüm : Bu güdüm biçimi, özellikle askeri mühimmat, özellikle havadan havaya ve karadan havaya füzeler için kullanılır. Füzenin arayıcı kafası, hedefin motorlarından gelen kızılötesi (ısı) işaretine (dolayısıyla "ısı arayan füze" terimi) yönelir,
    • Ultraviyole hedef arama, FIM-92 Stinger'da kullanılır - karşı önlemlere IR hedef arama sisteminden daha dirençlidir
    • Lazer güdümü : Bir lazer tanımlayıcı cihazı, işaretlenen hedefe göreceli konumu hesaplar. Çoğu, Lazer güdümlü bomba teknolojisinin askeri kullanımlarına aşinadır. Uzay mekiği ekibi, bilgileri randevu planlamasına aktarmak için elde tutulan bir cihazdan yararlanır. Bu cihazdaki birincil sınırlama, hedef ve tanımlayıcı arasında bir görüş hattı gerektirmesidir.
    • Arazi şekli eşleştirme (TERCOM). Mevcut konumu sabitlemek için topoğrafyayı dijital harita verileriyle "eşleştirmek" için bir yer tarama radarı kullanır. Tomahawk gibi seyir füzeleri tarafından kullanılır.

Güdüm bir aracın "sürücüsü"dür. Navigasyon sisteminden (neredeyim) girdi alır ve aracın hedefine ulaşmasını sağlayacak (aracın çalışma kısıtlamaları dahilinde) uçuş kontrol sistemine sinyaller göndermek için hedef bilgilerini (nereye gitmek istiyorum) kullanır. Güdüm sistemleri için "hedefler" bir veya daha çok durum vektörüdür (konum ve hız) ve atalet veya göreceli olabilir. Motorlu uçuşda güdüm, uçuş kontrolü için sürekli olarak gidilen yönleri hesaplar. Örneğin, Uzay Mekiği, ana motoru devre dışı bırakmak için belirli bir rakımı, hız vektörünü ve gamayı hedefler. Benzer şekilde, bir Kıtalararası balistik füze de bir vektörü hedefler. Hedef vektörler, görevi yerine getirmek için geliştirilir ve önceden planlanabilir veya dinamik olarak oluşturulabilir.

Kontrol. Uçuş kontrolü ya aerodinamik olarak ya da motorlar gibi güçlü kontroller aracılığıyla yapılır. Güdüm, uçuş kontrolüne sinyaller gönderir. Dijital Otopilot (DAP), güdüm ve kontrol arasındaki arayüzdür. Güdüm ve DAP, her uçuş kontrolü için kesin talimatın hesaplanmasından sorumludur. DAP, uçuş kontrollerin durumu hakkında güdüme geri bildirim sağlar.

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ NASA.gov
  2. ^ NASA.gov
  3. ^ "Arşivlenmiş kopya". 6 Ocak 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Nisan 2022. 

Konuyla ilgili yayınlar

  • An Introduction to the Mathematics and Methods of Astrodynamics, Revised Edition (AIAA Education Series) Richard Battin, May 1991
  • Space Guidance Evolution-A Personal Narrative, Richard Battin, AIAA 82–4075, April 1982

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">GPS</span> Küresel Konum Belirleme Sistemi

Global Positioning System, ABD hükümetine ait ve ABD Uzay Kuvvetleri tarafından yönetilen uydu tabanlı radyonavigasyon sistemidir. Dünya'daki ve Dünya yakınındaki GPS alıcılarına, en az dört GPS uydusunu görebilmeleri şartıyla coğrafi konum ve saat bilgisi sağlayan küresel uydu navigasyon sistemlerinden biridir. Uydular bir tür radyo sinyali yayarlar ve yeryüzündeki GPS alıcıları bu sinyalleri alıp yorumlayarak konum belirlenmesini gerçekleştirir.

Penguin, Norveçli Kongsberg Defence & Aerospace (KDA) firması tarafından üretilen NATO'nun ilk serbest uçuşlu anti-gemi füzesidir. Füzenin orijinal adı Penguin olmakla birlikte ABD kodlaması AGM-119'dur. Ufak ve orta tonajlı gemilerle satıhtaki denizaltılara karşı taarruz amaçlı geliştirilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Füze</span> çeşitli güdüm sistemleri ile hedefe yönelen karmaşık silah sistemi

Füze, genellikle bir sevk maddesi, jet motoru veya roket motoruyla desteklenen, kendi kendine hareket edebilen, havada giden menzilli bir silahtır.

<span class="mw-page-title-main">Tomahawk</span> Uzun menzilli, sesten yavaş seyir füzesi

Tomahawk, tam adı BGM-109 Tomahawk, stratejik bir seyir füzesidir.

<span class="mw-page-title-main">Rapier</span> İngiliz yapımı yerden radar ve elektro-optik güdümlü bir alçak irtifa hava savunma sistemi

İsmini Yeni Çağ'da Avrupalı soyluların kullandığı ince ve esnek bir kılıçtan alan Rapier, İngiliz silah üreticisi BAE Systems tarafından üretilen yerden radar ve elektro-optik güdümlü bir alçak irtifa hava savunma sistemidir. Tasarım amacı hava üsleri ile bazı stratejik/ekonomik hedeflerin alçak irtifa hava savunmasının sağlanmasıdır.

JDAM Boeing tarafından üretilen müşterek doğrudan taarruz mühimmatıdır. Kuyruk bölümünde bulunan INS/GPS sistemleri sayesinde uçaktan bırakıldıktan sonra hedefin belirlenen koordinatına doğru uçuşunu bağımsız olarak gerçekleştiren sistemdir. Pilota, yoğun bulutlu ve sisli/dumanlı ortamlarda, düşman hava savunma sistemlerinin etkili menziline girmeden, güvenli bir mesafeden taarruz edebilme kabiliyeti kazandıran müşterek doğrudan taarruz mühimmatı JDAM, halen mevcut serbest düşüşlü mühimmatıları, hedefi büyük bir doğrulukla güdümleyerek birer akıllı mühimmat haline getirmektedir.

<span class="mw-page-title-main">S-125 Neva</span> Rus yapımı Orta Menzilli Hava Savunma Füzesi sistemi

S-125 Neva\Pechora,, yüksek performanslı uçaklara, diğer hava hedeflerine angajman yetenekli, çok kanallı, her hava şartında faaliyet kabiliyetine sahip olan, Rus yapımı orta menzilli karadan havaya füze savunma düzeneğidir.

<span class="mw-page-title-main">Güdümlü tanksavar füzesi</span> tankları imha etmek için üretilen güdümlü füze sınıfında bir silah

Güdümlü tanksavar füzesi tankların imhası amacıyla üretilen güdümlü füze sınıfında bir silahtır. Bu füze ya da silahların ana görevi ağır zırhlı tank veya zırhlı savaş araçlarını vurmak ve yok etmektir.

Ateşle ve unut, askeri terminolojide hedefe bir kez kilitlendikten sonra ilave takibe gerek duymayan füze güdüm sistemine verilen isimdir. Bu sistemi kullanan füze bir kez hedefine güdümlendikten (kilitlendikten) sonra onu fırlatan operatörün hedefin görüş hattı içinde olma zarureti yoktur. Sistemin en önemli avantajı füzeyi fırlatan operatörün veya aracın fırlatmanın ardından hemen bölgeden ayrılmasını mümkün kılmasıdır. Bu özellik sayesinde hem operatörlerin düşman ateşine maruz kalması önlenir, hem de personelin derhal başka bir göreve yönlendirilmesine imkân yaratılır.

<span class="mw-page-title-main">SACLOS</span>

SACLOS terimi ikincil nesil füze güdümleme sistemidir. Bu sistemde füze ateşlendikten sonra operatör hedef vurulana kadar hedefi işaretlemeye devam etmektedir. Bu iş için elektronik işaretleme sistemlerinden faydalanılır.

<span class="mw-page-title-main">Kablo güdümlü füze</span> Hedefe atılan mühimmat

Kablo güdümlü füze, hedefini bulmak için gerekli koordinatları kablo yardımıyla alan bir güdümlü füze sınıfıdır. Operatör füzeyi ateşlediği andan, füze hedefini vuruncaya kadar geçen sürede füzenin rotasındaki düzeltmeler kablo yardımıyla iletilir. Uçuş esnasında kablo makara düzeneğinden açılarak uzar. Bu sistem en çok tanksavar füzelerinde kullanılmaktadır. Bu sistemin en kötü özelliği azami menzilinin kablonun uzunluğu ile sınırlı olmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Savaş başlığı</span> Patlayıcı Türü

Savaş başlığı, belirli bir taşıyıcı kovan içerisinde (örn. füze, roket veya torpido) hedefe taşınan patlayıcı, yanıcı ya da zehirli bir materyal ve bu materyali söz konusu kovan hedefe vardığında etkin hale getiren tetikleme mekanizmasından oluşan harp düzeneğidir.

<span class="mw-page-title-main">Boeing AH-64 Apache</span>

AH-64 Apache, başta ABD ordusu tarafından kullanılan çift kişilik, çift türbinli taarruz helikopteridir. Model 77 isminde gelişmiş helikopter programı için Bell Helicopter firması tarafından tasarlanmıştır. İlk uçuşunu 1979 yılında yaptı ve 1984'te göreve başladı. Görev süresinden bu yana pek çok muharebede kullanıldı. Başlıca modelleri AH-64A ve AH-64D Longbow'dur.

<span class="mw-page-title-main">MIM-104 Patriot</span> Amerikan menşeli yüksek irtifa uzun menzilli hava savunma sistemi

MIM-104 Patriot, uçaklara, seyir füzelerine ve taktik balistik füzelere karşı koruma sağlamak üzere tasarlanmış uzun menzilli, her irtifada, her türlü hava koşuluna uygun bir hava savunma sistemidir. Amerika Birleşik Devletleri merkezli bir savunma ve havacılık şirketi olan Raytheon Technologies tarafından üretilmektedir. Öncelikle Amerika Birleşik Devletleri ve dünyadaki diğer bazı ülkeler tarafından kullanılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Denizaltı navigasyonu</span> denizaltıların konum ve yön bulmak için kullandığı sistemler

Denizaltı navigasyonu denizaltıların su altında veya su üstünde konum ve yön bulmak için kullandığı sistemleri kapsar. Denizaltılar su altı gemileri olduklarından konum ve yön bulma sistemleri yüzey gemilerinden farklı olarak daha özel teknolojiler gerektirmektedir. Denizaltılar daha uzun süre su altında kalmak, daha yüksek hızlarda ilerlemek ve daha uzun mesafeler katetmek için gelişmiş bir navigasyona ihtiyaç duymaktadır. Askeri denizaltılar pencereleri ve dış ışıklandırmaları olmadığından su altında karanlık bir ortamda seyretmektedir. Askeri denizaltılar gizli olabilmek için olabildiğince sessiz seyretmeleri gerektiğinden deniz altı dağlarını, sondaj kulelerini veya diğer denizaltıları tespit için "aktif sonar pingi" kullanamamaktadır. Anti-denizaltı savaş sistemleri, uydular ve radarlar tarafından tespit edilmemek için sürekli olarak yüzeye çıkıp seyir düzeltmeleri yapamamaktadırlar. Anten direkleri ve periskop anteni de gelişmiş radarlar tarafından tespit edilebilmektedir. Ayrıca denizaltılar periskop derinliği ve üstünde iken havadan su içinde gölge biçiminde görülebilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Karadan havaya füze</span> karadan fırlatılan ve hava araçları veya diğer füzelere karşı kullanılan füzeler

Karadan havaya füze veya uçaksavar füzesi, karadan fırlatılan ve hava araçları veya diğer füzelere karşı kullanılan füzelere verilen genel addır.

INS, ivmeölçer ve açıölçer sensörleri kullanarak, hareket halindeki bir aracın mutlak konumunu belirler. Tamamen bağımsız olma özelliğine sahip olup, herhangi bir elektromanyetik yayın oluşturmadan çalışır. Çalışma prensibi, referans olan bir başlangıç noktasından itibaren sürekli hız, ivme ve açı hareketlerini ölçerek ulaşılan noktadaki konumu belirler. Genelde konumlama (GPS) sistemini destekleme amaçlı kullanılır. Oldukça doğru sonuçlar verir.

Arazi Şekil Eşleştirme veya TERCOM öncelikle seyir füzeleri tarafından kullanılan bir navigasyon sistemidir. Uçuş sırasında yerleşik bir radar altimetresi tarafından yapılan ölçümlerle karşılaştırılan, arazinin önceden kaydedilmiş eşyükselti haritasını kullanır.

Kooperatif Katılım Yeteneği, CEC donanımlı birimlerdeki birden fazla muharebe kuvveti hava arama sensöründen gelen verileri tek bir gerçek zamanlı olarak birleştirerek muharebe kuvveti hava ve füze savunma yeteneklerini önemli ölçüde geliştirmeyi amaçlayan entegre atış kontrol kabiliyetine sahip bir sensör ağıdır. Bu, elektronik karıştırmayı daha zor hale getirerek ve savaş grubu bazında savunma füzeleri tahsis ederek filo hava savunmasını büyük ölçüde artıracaktır.

<span class="mw-page-title-main">Dördüncü nesil jet avcı uçağı</span>

Dördüncü nesil jet avcı uçağı 1980'lerde hizmete giren ve günümüzde de hizmet vermeye devam eden bir jet avcı uçağı sınıfıdır. Bu avcı uçakları bir önceki nesil savaş uçaklarından alınan derslerden büyük ölçüde etkilenmiş ve üçüncü nesil avcı uçaklarının zayıflıklarını gidermek üzere tasarlanmıştır. Üçüncü nesil avcı uçakları öncelikle önleme uçakları olarak tasarlanmış ve hız ve havadan havaya füzeler üzerine inşa edilmişlerdi, ancak genellikle manevra kabiliyetinden yoksundular ve yakın menzilli çatışmalarda savunmasızdılar. Dördüncü nesil avcı uçakları ise gelişmiş manevra kabiliyetine sahip olarak tasarlanmış olup, gelişmiş aviyonik ve silah sistemlerine sahiptir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.