| Apie | Žurnalas | Archyvas | Mokslo įdomybės | Paieška |

2003 m. Nr. 1 turinys

· Reikalavimai telekomunikacinių tinklų sujungimui

Karinės technologijos
· Technologija prieš terorą
· Palydovų nukreipiami ginklai

· Terahercai - elektromagnetinių bangų spektro "plėšiniai"
· Kinija tampa nauju elektronikos milžinu
· Užjūrio investuotojai savo lustus gamina Kinijos įmonėse
· Žinutės

Internetas
· Šį kartą lengvai atsipirkta, o ateity?..
· Tinklas ateina į namus
· Žinutės
· Momentinių žinučių verslas
· Pokalbiai ir vaizdai randa kelią internete

Nanotechnologija
· Žinutės
· Nanoatmintinė
· Kompiuterius paspartins...mikrobai
· Nuostabus tranzistoriaus mažėjimo procesas
· Kur pažvelgsi, visur "nano"

Mobilusis ryšys
· Mobilieji telefonai, radarai ir žmogaus sveikata
· Žinutės
· Trečiosios kartos mobiliojo ryšio tinklai turės laukti savo valandos
· Kosminis turizmas

Elektronika
· Kaip kuriamas Intel mikroprocesorius
· Žinutės
· Klaviatūra ant bet ko
· Moderni antrinių žaliavų perdirbimo gamykla
· Paskutinis mados žodis - audeklu apvilkti pastatai
· Atminties prietaisų perspektyvos aiškėja

Optinis ryšys
· Žinutės
· Paskutinei ryšio linijos myliai - šviesolaidis
· "Kairiarankė" medžiaga sąveikauja su elektromagnetine spinduliuote
· Sujungti šviesa

Istorija
· Žmogus, pardavęs saulę

Palydovų nukreipiami ginklai

Labai tikslūs ir palyginti nebrangūs ginklai, kurie buvo išbandyti Afganistane, papildo JAV kariuomenės arsenalą. Apie juos žurnale "Scientific American" rašo Michale Puttre. Šio autoriaus straipsnio santrauką siūlome Jūsų dėmesiui.

   Vieną šaltą 2001 m. lapkričio vakarą JAV specialiųjų pajėgų kuopa ir apie 1000 juos lydinčių afganų - Talibano priešininkų - artinosi prie Kandaharo oro uosto. Karo lakūnas, pulkininkas leitenantas Tom Lawhead, vadovaujantis operaciją iš oro remiančiai 389-tai smogiamųjų lėktuvų eskadrilei, iš 5 km aukščio net ir naudodamas naktinio matymo akinius negalėjo įžiūrėti, kaip apačioje sekasi amerikiečiams ir jų sąjungininkams. Tuo pat metu vienas iš eskadrilės pilotų netoliese pastebėjo dar vieną karinę koloną. Antitalibano afganai jau buvo netekę ryšio su priekin pasiųsta žvalgų grupe, todėl niekas nebežinojo, ar toje kolonoje buvo grįžtantys atgal žvalgai, ar priešas.

   Padėtis paaiškėjo labai greit. Kolonai pasiekus keteros viršūnę, ji užgesino visas šviesas ir paleido kelias raketas. Užvirė arši kova. Talibanas kontratakavo.

   "Avangarde esantis specialiųjų pajėgų stebėtojas visomis išgalėmis stengėsi nustatyti, kur sustojo "geriečiai", o kur jau "blogiečių" pozicijos, - prisimena Lawhead. - Priešininkus teskyrė kokie 200 m. Mes laukėme ore, stebėdami mūšį iš 3 km aukščio. Pagaliau stebėtojas galėjo pateikti koordinates vietos, į kurią turėjome pasiųsti bombas." Eskadrilė smigo žemyn ir preciziškai numetė bombas, iškart numalšinusias priešo puolimą.

   Amerikiečių lėktuvai galėjo tamsoje sunaikinti svarbų taikinį, buvusį vos už poros šimtų metrų nuo savųjų karių pozicijų todėl, kad pasinaudojo nauja, labai tikslia karine technologija. Lėktuvai buvo ginkluoti ne "kvailomis" plieno bombomis, o naujausios kartos nebrangiomis "gudriosiomis" bombomis. Priešakinėse pozicijose įsitaisęs stebėtojas pasiuntė lakūnams globaliosios pozicionavimo sistemos (GPS) koordinates, F-16 lakūnai tas koordinates įvedė į savuosius kompiuterius. Pastarieji, savo ruožtu, perkėlė jas į ginkluose esančius mikrokompiuterius. Kiekvienos paleistos bombos kompiuteris, naudodamas GPS duomenis, koregavo trajektoriją, todėl ši nukrisdavo ne toliau kaip per 30 m nuo nurodytojo taikinio.

1 pav. GPS vedama bomba

   Pirmą kartą GPS nukreipiami ginklai antžeminių pajėgų palaikymui buvo panaudoti būtent Afganistane. JAV jau buvo naudojusi šiek tiek tokių bombų 1999 m. Kosove ir bombarduojant Irako priešlėktuvinės gynybos sistemas, tačiau tik Afganistane daugelis numestų bombų buvo valdomos iš palydovų.

   Skirtingai nuo ankstesnės kartos lazerių ar televizijos valdomos amunicijos, GPS vedamoms bomboms nereikia, kad jas numetęs lėktuvas liktų netoli ir apšviestų taikinį. Numestą bombą galima iškart pamiršti, nes ji pati pakoreguos savo trajektoriją ir tiksliai smigs netgi esant pačioms blogiausioms oro sąlygoms. Naujoji ginklų sistema yra susieta su Amerikos navigacijos ir ryšių infrastruktūra, jungiančia valdymo centrus su palydovais-šnipais ir įvairiomis žvalgybos sistemomis. Tarp pastarųjų rasime ir vis dar naudojamus lėktuvus U-2, žvalgybinius lėktuvus E-8A J-STARS bei RC-135, tvirtus ir patikimus patrulinius JAV laivyno EP-3 ir armijos RC-12 lėktuvus, visiems žinomus E-3 AWACS ir ne taip seniai pasirodžiusias nepilotuojamas skraidykles Predator bei Global Hawk.

Po dešimties metų

   GPS nukreipiami ginklai suteikia kariuomenei galimybes, kurių prieš 10 metų niekas net neįsivaizdavo. "Vykstant operacijai "Audra dykumoje" mes prieš kiekvieną skrydį žinojome, kokį taikinį teks bombarduoti", - teigia Lawhead. Šiandien vadai gali greičiau reaguoti į kintančias sąlygas, todėl karinės pajėgos gali būti naudojamos kur kas lanksčiau. "Iš 178 kovinių skrydžių, kuriuos 389-toji eskadrilė atliko Afganistane, tik vieną kartą mes puolėme taikinį, apie kurį žinojome iš anksto", - sako jis.

   Iki 1991 m. Persų įlankos karo buvo manoma, kad tam tikro taikinio sunaikinimui reikalingos šešios plieno bombos - beveik viskas, ką gali pakelti tipiškas smogiamasis lėktuvas. Jeigu taikinyje būdavo keli taškai, kuriuos būtina pažeisti, jo sunaikinimui reikėdavo siųsti 20-24 lėktuvus F-16. Dabar pakanka dviejų-trijų.

   Dėka šios technologijos, "gudriomis" galima padaryti palyginti nebrangias plieno bombas, sudarančias pagrindinę Pentagono oro pajėgų arsenalo dalį. Tai reiškia, kad dabar jas galima naudoti ir naikinant svarbius taikinius, į kuriuos anksčiau tekdavo siųsti brangias ir retas sparnuotąsias raketas Tomahawk ar Harpoon. Afganistane devynios iš dešimties numestų bombų buvo nutaikomos naudojant GPS.

2 pav. JSOW dažnai yra sudarytos iš daugelio mažesnių bombelių, kurios plačiai pasklinda bombarduojamame plote ir naikina savo kelyje viską – priešo gyvąją jėgą, automobilius, nesutvirtintus pastatus ir užtvaras.

   Tokių bombų gamybos apimtys irgi auga. Iki Afganistano kompanijos Pentagonas turėjo apie 10 000 JDAM - pagrindinio GPS valdomo tipo bombų. Dabar Boeing kas mėnesį pagamina 1 500 tokių sistemų, o JAV Oro ir Jūrų laivynai kartu jų yra užsakę net 230 000.

Bet kokiu oru

   Pentagonas ryžosi kurti GPS valdomą amuniciją, nes ankstesniųjų kartų tikslieji ginklai, kurie dažniausiai būdavo nutaikomi lazeriais ir naudoti nuo Vietnamo karo laikų, turėjo daug trūkumų. Šiose sistemose yra naudojami bomboje įrengti ieškikliai, reaguojantys į nuo taikinio atsispindinčią lazerio spinduliuotę. Patys lazeriai gali būti montuojami puolančiajame ar kuriame nors kitame lėktuve, arba juos įjungia žemėje esanti stebėtojų komanda. Tokie ginklai iki šiol yra labai vertinami, nes yra tikslūs. Tačiau didelis debesuotumas, dūmai ir dulkės gali greitai paversti juos visai neefektyviais. Karo veiksmų Irako ir Kuveito padangėje analizė parodė, jog nemažai skrydžių teko atšaukti, nes pilotai negalėjo matyti taikinių.

   Po šio karo Pentagonas ir paskelbė GPS valdomos amunicijos sukūrimo konkursą. Iš konstruktorių buvo reikalaujama pigių, tikslių ir su egzistuojančia ginkluote suderinamų taikymo sistemų. Techniniai sprendimai buvo gana akivaizdūs, todėl svarbiausiu faktoriumi tapo kaina. 1995 m. konkursą laimėjo Boeing, įveikęs 11 konkurentų. Jis sukūrė Bendrąją kryptinių atakų amuniciją (JDAM - Joint Direct Attack Munition) ir į ją panašius ginklus. Kiekvienas iš šių vadinamųjų J-ginklų turi specifišką smūgio nuotolį. Žodis "bendras" (joint) čia reiškia, kad sistemas naudos ir Laivyno, ir Oro pajėgų lėktuvai.

   Neprilygstamo taiklumo yra pasiekiama, pasitelkus viena kitą papildančias sistemas, nuolat koreguojančias kritimo trajektoriją, įrašytą bomboje įrengtame autopilote. GPS imtuvas trianguliacijos būdu nustato bombos padėtį erdvėje naudodamasi dirbtinių Žemės palydovų siunčiamais signalais. GPS technologija yra derinama su inercinio matavimų bloko IMU (Inertial Measurement Unit), brėžiančio trajektoriją pagal bomboje įmontuotų giroskopinių pagreičio jutiklių rodmenis. GPS ir IMU vedama bomba per pirmąsias 25-30 laisvo kritimo sekundes stengiasi pagauti GPS signalus. Priimtosios koordinatės po to panaudojamos atnaujinant IMU informaciją, kuri yra perduodama autopilotui. Šis kompiuteris pakeičia kritimo trajektoriją kiek reikia, įjungdamas bombos uodegoje esančius elektriškai valdomus pelekus. Jeigu dėl imtuvo gedimo ar trukdžių GPS signalų nebeįmanoma priimti, inercinė sistema toliau ves bombą pagal paskiausiai atnaujintas koordinates.

3 pav.

   JDAM buvo pirmoji tokio tipo ginkluotė, o ją naudoti pradėta 1998 m. JDAM valdymo modulis ir valdymo pelekai kainuoja apie 20 000 dolerių (Persų įlankos karo metu naudota sparnuotoji raketa kainuoja 1 milijoną dolerių). Komplektą sudaro GPS imtuvas su antena, IMU, mikrokompiuteris, mechaniniai uodegos pelekus judinantys aktuatoriai, maitinimo šaltinis, kabeliai ir jungtys.

   JAV kariškių naudojami JDAM, išmesti iš 7 km aukščio, gali būti nukreipiami maždaug 10 km atstumu. Šiuo metu ginklų gamintoja, kompanija MBDA kuria sklandymo priedą, vadinamą Diamond Black, turėsiantį padidinti šį atstumą iki 35 km.

   Artimas JDAM giminaitis yra Amunicijos paskirstytojas su vėjo korekcija WCMD (Wind Corrected Munition Dispenser). Tai - 10 000 dolerių kainuojantis komplektas, kurį nuo 2000 m. gamina kompanija Lockheed Martin. WCDM neturi GPS imtuvo, todėl jo veikimo nuotolis perpus mažesnis nei JDAM.

   Sudėtingesnis J serijos ginklas yra JSOW (Joint Standoff Weapon - Bendroji neutralizavimo ginkluotė). JSOW, gaminama Raytheon, yra sklendžianti bomba, turinti 250 kg masės kovinę galvutę ir sparnus, nukreipiančius ją į taikinį. Jos veikimo nuotolis yra nuo 25 iki 60 km ir priklauso nuo paleidimo aukščio. JSOW yra visiškai nauja sistema, o ne senąją ginkluotę papildantis rinkinys. Kiekvieną tokią bombą galima paleisti iš atstumo, kurio nesiekia trumpojo nuotolio priešlėktuvinės gynybos sistemos. Buvo siekiama sukurti universalų bombonešį, ginkluotą kelių variantų amunicija. Pirmasis variantas, JSOW-A pasirodė 1999 m. ir kainuoja 220 000 dolerių. Šiemet pasirodysiantis JSOW-B, kainuosiantis 375 000 dolerių, turės ir prieštankinę ginkluotę.

   2005 m. turintis pasirodyti JSOW-C bus ginkluotas specialia kovine galvute, skirta bunkerių ir kitų įtvirtintų taikinių sunaikinimui; jis turėtų kainuoti apie 400 000 dolerių. Čia, kaip ir JDAM, bus ir GPS, ir IMU, bet JSOW-C turės dar ir infraraudonąjį vaizdo ieškiklį, įsijungsiantį paskutiniąją bombos kritimo sekundę.

   Pats sudėtingiausias ir didžiausiu nuotoliu veikiantis J serijos ginklas bus Lockheed Martin gaminamas JASSM (Joint Air-to-Surface Standoff Misile - Bendroji neutralizavimo raketa oras-žemė). JASSM bandymai baigti 2001 m.; laukiama, kad raketa bus pradėta naudoti šiemet. Tai bus sparnuotoji raketa, varoma reaktyvinio variklio. Ji veiks 300 km nuotoliu. Per 700 000 dolerių kainuosianti raketa, kaip ir JSOW-C, turės ne tik GPS ir IMU, bet ir infraraudonąjį ieškiklį.

Pasyvioji agresija

   GPS vedami tikslieji ginklai gali pasinaudoti ir priešo siunčiamais signalais. Beveik kiekvienas modernus karinis įrenginys ar sistema spinduliuoja vienokius ar kitokius signalus, kurie gali būti perimti, išanalizuoti ir panaudoti siuntėjo identiteto ir buvimo vietos nustatymui.

   Pastaruoju metu tokios krypties nustatymo technologijos leidžia žemės paviršiuje aptikti svetimus siųstuvus su tikslumu, pakankamu GPS valdomos bombos pasiuntimui. Ši technologija atitinka JAV karinę doktriną, pagal kurią atakuojančiuose lėktuvuose aktyvūs radarai bus keičiami naujesniais, "pasyviaisiais" jutikliais, kurie patys neskleidžia išdavikiškų signalų. Taktiniame lėktuve įrengtos pasyviosios radarų signalų perėmimo sistemos matuoja priešo radarų signalų Dopplerio postūmius, atsirandančius dėl paties lėktuvo judėjimo. Specialus algoritmas palygina Dopplerio postūmį su lėktuvo gautais GPS duomenimis ir suskaičiuoja tikslią taikinio vietą ir reikalingą bombos kritimo kryptį. Be to, trys arba daugiau lėktuvų gali trianguliacijos būtų aptikti emiterio padėtį ir pasidalinti gauta informacija bevieliu ryšiu.

   Kitos kartos JAV taktiniai kariniai lėktuvai - F-22 Raptor ir F-35 Joint Strike Fighter - turės geresnes galimybes nei dabartiniai lėktuvai būtent dėl juose būsiančių pasyviųjų jutiklių. Taikinius geolokacijos būdu jie suras tokiuose nuotoliuose, kokius šiandien sugeba aprėpti tiktai specialiai įrengti žvalgybos lėktuvai.

Trukdžiai ir trukdžių neutralizavimas

   GPS signalai, kuriais grindžiamas preciziškas taikymas, yra labiausiai pažeidžiamas juos naudojančių sistemų taškas. Signalai yra silpnutėliai, todėl juos lengva nuslopinti. Siunčiant GPS signalus yra siekiama, kad minimalus jų stipris Žemės paviršiuje būtų apie - 160 dBW (160 dB silpnesnis nei 1W). Tokį lygį būtų galima palyginti su 25 W lemputės šviesos stipriu už 15 tūkst. kilometrų nuo pačios lemputės. Kitaip kalbant, GPS signalai yra milijardą kartų silpnesni nei tie, kurie pasiekia televizoriaus anteną. Tokius silpnus signalus labai lengva paveikti, todėl ginkluotės gamintojai privalo numatyti konstrukcijoje trukdžių eliminavimo galimybę. Pavyzdžiui, naudojant GPS imtuvus, galinčius priimti daug kanalų, galima naudotis tais palydovų signalais, kurie nėra trukdomi. Atkeliaujančius trukdžių signalus taip pat galima eliminuoti panaudojus specialias antenas ar specialias signalo apdorojimui skirtas programas.

   Tiksliosios sistemos taip pat nėra apsaugotos nuo žmogaus klaidų. 2001 m. spalio mėnesį Pentagonas pranešė, kad Jūrų laivyno lėktuvo F/A-18 paleista bomba JDAM per klaidą pataikė į gyvenamąjį rajoną, esantį už 1,5 km nuo Kabulo oro uosto. Žuvo mažiausiai keturi žmonės, kiti buvo sužeisti. Tyrimas nustatė, kad incidentas buvo susijęs su "taikymo proceso klaida". Tų pačių metų gruodį žuvo trys amerikiečiai ir penki jų sąjungininkai afganai, nes bombardavimo metu grupėje buvęs stebėtojas sumanė pakeisti imtuvo akumuliatorių. Nutrūkus elektros maitinimui, suskaičiuotos taikinio koordinatės buvo automatiškai pakeistos paties stebėtojo koordinatėmis, todėl JDAM pakeitė lėkimo kryptį ir trenkė į savus. Tokios klaidos dažniausiai atsiranda dėl nepakankamo operatorių patyrimo, todėl ateityje reikės geriau juos paruošti.

   Rytų Afganistano kalnai buvo geras naujosios amunicijos išbandymo poligonas; čia ji parodė visus savo privalumus ir trūkumus. Dažnai priešui pakakdavo paprasčiausiai palaukti urvuose, kol baigsis kad ir labai tikslus bombardavimas. Po šio GPS-IMU ginkluotės panaudojimo Pentagono planuotojai padarė išvadas, kad ir nedidelės karių grupės, turinčios lengvesnę ginkluotę, gali nugalėti daug skaitlingesnį priešą, jeigu joms iš oro padės labai tiksliai nukreipta ugnis.


El. p.: info@elektronika.lt