نقش جنگ الکترونیک در تشدید خطای واگرا در موشکهای پدافندی هدایتفرمان
کشور ایران بخشی از سامانههای پدافند هوایی خود را با روش هدایت فرمانی به کار میگیرد. در این نوشتار، تأثیر جنگ الکترونیک بر عملکرد اینگونه سامانهها از منظر فنی و نظامی بررسی میشود و مکانیزمهایی که از طریق آنها جنگ الکترونیک میتواند دقت اصابت موشک را کاهش دهد، تشریح میگردد.
وابستگی موشکهای هدایتفرمان به دادههای رادار زمینی
در سامانههای هدایت فرمانی، موشک هیچ جستجوگر مستقلی برای شناسایی هدف در اختیار ندارد و مسیر پرواز آن بهطور کامل بر پایه دادههایی تعیین میشود که رادار زمینی مخابره میکند. همین وابستگی مطلق، مهمترین نقطه آسیبپذیری این سامانهها در برابر جنگ الکترونیک به شمار میرود؛ زیرا هر خطایی در تخمین موقعیت هدف توسط رادار، بهطور مستقیم به خطای برخورد (Miss Distance) تبدیل میشود. نکته مهم این است که با افزایش برد درگیری، این خطا نهتنها کاهش نمییابد، بلکه به شکل واگرا (Divergent) رشد میکند.
مکانیزمهای اصلی جنگ الکترونیک در ایجاد خطای واگرا
جنگ الکترونیک برای تشدید واگرایی خطا در سامانههای هدایت فرمانی، عمدتاً از دو روش اصلی بهره میگیرد که در ادامه هر یک از این روشها بهطور جداگانه توضیح داده میشود.
۱. پارازیت فشاری؛ کاهش نسبت سیگنال به نویز
در این روش، طرف مقابل با تولید نویز قوی در باند فرکانسی رادار، نسبت سیگنال به نویز (SNR) را بهشدت کاهش میدهد. در نتیجه این اقدام، رادار توانایی تفکیک دقیق زاویه هدف را از دست میدهد و خطای تخمین زاویه، از مقدار معمول (کمتر از نیم میلیرادیان) به چند میلیرادیان افزایش پیدا میکند. برای درک بهتر این موضوع باید گفت که همین خطای زاویهای در برد چهل کیلومتری، معادل بیست تا چهل متر انحراف در موقعیتیابی هدف است.
وقتی این داده نادرست به موشک مخابره میشود، موشک مسیر نادرستی را آغاز میکند. در گام بعدی، رادار موقعیت جدید موشک را که خود ناشی از همین خطاست ردیابی کرده و بار دیگر فرمان اشتباه صادر میکند. این چرخه، یک بازخورد مثبت ناخواسته ایجاد میکند که در هر تکرار، اندازه خطا را بزرگتر از مرحله پیش میسازد. این پدیده یکی از شناختهشدهترین اثرات جنگ الکترونیک بر سامانههای هدایت فرمانی است.
۲. پارازیت فریبنده؛ ایجاد اهداف کاذب و جابهجایی فاز
در این روش که پیشرفتهتر از پارازیت فشاری محسوب میشود، طرف مقابل با تولید سیگنالهای فریبنده، رادار را در تخمین فاصله (برد) یا سرعت شعاعی (داپلر) هدف دچار اشتباه میکند. برای نمونه، با ارسال سیگنالهایی که دارای تأخیر زمانی معین هستند، رادار تصور میکند هدف در فاصلهای دورتر یا نزدیکتر از موقعیت واقعی خود قرار دارد.
علاوه بر این، با پرتاب کافه (Chaff) یا تولید اهداف کاذب، رادار ناچار میشود از میان چند هدف جعلی یکی را برای ردیابی انتخاب کند. همین موضوع باعث قطع و وصل مکرر قفل رادار (Track Breakage) میشود. هر بار که قفل رادار قطع میشود، الگوریتم ردیابی که معمولاً بر پایه فیلتر کالمن عمل میکند باید دوباره همگرا شود؛ اما در محیطی که تحت تأثیر پارازیت قرار دارد، این همگرایی بهطور کامل انجام نمیشود و موشک هدایتفرمان به تعقیب یک هدف خیالی روی میآورد که فاصله آن با هدف واقعی، با افزایش برد، به شکل نمایی افزایش پیدا میکند.
فناوری DRFM و بازپخش همدوس سیگنال رادار
پیشرفتهترین شکل پارازیت فریبنده، استفاده از فناوری DRFM یا حافظه دیجیتال فرکانس رادیویی است. در این فناوری، سیگنال ارسالی رادار دریافت، ضبط و سپس با اعمال تأخیر یا تغییر فرکانس، دوباره به سمت همان رادار بازپخش میشود. از آنجا که سیگنال بازپخششده، کپی دقیق و همدوس پالسهای اصلی رادار است، عملاً قابل تشخیص نیست. در نتیجه رادار بدون آنکه متوجه فریب شود، قفل خود را روی هدف کاذب قرار میدهد و موشک را به سمت یک هدف غیرواقعی هدایت میکند. کاربرد فناوری DRFM یکی از پیشرفتهترین جلوههای امروزی جنگ الکترونیک در حوزه دفاع هوایی محسوب میشود.
۳. اثر ترکیبی روشها و شتابگیری خطای واگرا
زمانی که پارازیت فشاری و پارازیت فریبنده بهطور همزمان به کار گرفته شوند، اثر آنها بر عملکرد رادار بسیار مخرب خواهد بود. پارازیت سنگین، دقت رادار را کاهش میدهد و همزمان اهداف جعلی نیز آن را دچار سردرگمی میکنند. در چنین شرایطی، فاصله زمانی میان دو بهروزرسانی متوالی رادار میتواند از حدود یکدهم ثانیه به بیش از نیم ثانیه افزایش یابد. برای هدفی که با سرعت سیصد متر بر ثانیه حرکت میکند، این بدان معناست که هدف در همین نیمثانیه، مسافتی معادل صد و پنجاه متر جابهجا شده است. در نتیجه، موشک عملاً موقعیتی را نشانه میگیرد که هدف دیگر در آن قرار ندارد.
نمونه عملیاتی: کاربرد جنگ الکترونیک علیه سامانههای پدافندی ایران
در درگیریهای اخیر، همین سازوکار برای برخی موشکهای پدافندی ایران رخ داد. طرف مقابل با ترکیب روشهای پارازیت فشاری و پارازیت فریبنده، رادارهای کنترل آتش را دچار اختلال و فریب کرد. از آنجا که موشکهای بهکاررفته فاقد سیکر مستقل بودند، در لحظات حساس نزدیک شدن به هدف، مسیر صحیح را گم کردند و از مسیر اصلی منحرف شدند. این رخداد نمونهای عینی از تأثیر عملیاتی جنگ الکترونیک بر سامانههای هدایت فرمانی است.
راهکار سامانههای نوین: افزودن سیکر مستقل به موشک
به همین دلیل، سامانههای پدافندی نوین دیگر موشک را بهطور کامل به رادار کنترل آتش وابسته نمیکنند. در طراحیهای جدید، موشک به یک سیکر مستقل، مانند سیکر تصویرساز فروسرخ، نیز مجهز میشود تا در آخرین لحظات پرواز، خود موشک بتواند هدف را شناسایی کند و دیگر نیازی به داده رادار زمینی نداشته باشد. این رویکرد، یکی از مؤثرترین راهکارهای فنی برای کاهش آسیبپذیری موشکهای پدافندی در برابر جنگ الکترونیک به شمار میرود.
پهپاد گران-۲ روسیه و تجهیز آن به جستجوگر اپتیکی
نسخه جدید پهپاد گران-۲ ساخت روسیه، برای هدف قرار دادن اهداف با اولویت بالا، به جستجوگر اپتیکی مجهز شده است. بر اساس نمونهای که اخیراً در منطقه اودسا کشف شده، این پهپاد دارای دوربین روز، دوربین حرارتی و مسافتیاب لیزری است.
این نمونه همچنین به مودم مش و آنتن برای کنترل مستقیم اپراتور و مودم LTE برای تلهمتری تجهیز شده است. برخی از مدلها با انجام پرواز دایرهای، نقش رله مش را ایفا کرده و سیگنالها را به سایر پهپادها مخابره میکنند.
نقش جنگ الکترونیک در فاز نهایی هدایت پهپادهای گران-۲ و گران-۴
کنترل پرواز این پهپاد در حالت عادی برعهده اپراتور است؛ اما در شرایطی که جنگ الکترونیک ارتباط میان اپراتور و پهپاد را مختل کند، پهپاد در فاز نهایی پرواز، بهطور مستقل روی هدف قفل میکند و حمله را با استفاده از الگوریتمهای یادگیری ماشین تکمیل میکند. برد پردازشی Raspberry Pi در این پهپاد وظیفه تشخیص خودکار هدف و هدایت مستقل در فاز پایانی پرواز را برعهده دارد.
در مسیر توسعه پهپادهای پیشرفتهتر برای اهداف باارزش، پیش از این نیز نمونههای مشابهی از پهپاد گران-۲ ساخته شده بود. علاوه بر این، در سال دو هزار و بیست و پنج میلادی، نسخهای از پهپاد شاهد-۱۳۶ که به برد پردازشی انویدیا Jetson Orin مجهز بود، در اوکراین کشف شد.
برای نمونهای دیگر از کاربرد این فناوری، چند روز پیش ارتش روسیه یک فروند جنگنده میگ-۲۹ عملیاتی نیروی هوایی اوکراین را در فرودگاه ووزنسنسک، واقع در استان میکولائیف، با استفاده از پهپاد گران-۴ که دارای پیشرانه جت و جستجوگر الکترواپتیکی است منهدم کرد. این پهپاد نیز از سامانه هدایت و ارتباط مشابهی بهره میبرد.
جمعبندی
بررسی موارد یادشده نشان میدهد که جنگ الکترونیک با بهرهگیری از روشهایی مانند پارازیت فشاری، پارازیت فریبنده و فناوری DRFM، میتواند دقت سامانههای هدایت فرمانی را بهطور محسوسی کاهش دهد و خطای برخورد را در بردهای بالا به شکل واگرا افزایش دهد. تجربه میدانی نشان داده که موشکهای فاقد سیکر مستقل، در برابر این تهدید آسیبپذیر هستند و افزودن سیکرهای مستقل، از جمله سیکر تصویرساز فروسرخ، یکی از راهکارهای اصلی مقابله با اثرات جنگ الکترونیک در طراحی سامانههای پدافندی نوین است.
