الأربعاء، 23 سبتمبر، 2009

Fire Control System


انظمة التحكم الناري

ماهي انظمة التحكم الناري ؟
نظام التحكم الناري والمعروف باسم Fire control system او اختصارا بـ FCS هو نظام موجود في جميع الدبابات والمدرعات الحديثة ، ويكون مسئول عن تحسين القدرة النارية للدبابات والمدرعات ، وتحسين القدرة النارية للوحدة القتالية ، وقد تكون تلك الوحدة دبابة او مدرعة ، او حتي بندقية ، او سفينة او مدفع ، فانظمة التحكم الناري لا تقتصر علي الدبابات ولكننا سنأخذها كمثال هنا علي الدبابات .

وتكون وظيفة انظمة التحكم الناري عموما كالتالي :

1- رصد وتتبع الاهداف الموجودة في ساحة ارض المعركة في مختلف الظروف
2- تحديد بعد الاهداف عن الدبابة
3- تحقيق الاصابة المباشرة ضد الاهداف

طبعا تلك الوظائف الاساسية في الانظمة ، وقد يضاف اليها العديد من الوظائف الفرعية كذلك .

ولكن تلك المهام تكون في الانظمة المتكاملة الحديثة ، ومع ذلك يمكن اعتبار ان الانظمة التي تحقق بعض تلك الاهداف كذلك من انظمة التحكم الناري ، فمثلا في البنادق ان انظمة التصويب الحديدية ( الناشكان ) من انظمة التحكم الناري البدائية لانها تحقق الهدف رقم 3 وهو تحقيق الاصابة ، وكذلك يمكن اعتبار المنظار البصري المدرج في القناصات كذلك FCS لانها ترصد الهدف وتحدد بعده وتحقق الاصابة كذلك ، ولو رأينا في البنادق الحديثة مثل OICW يكتمل مفهوم نظام التحكم الالي باحتوائه علي الاهداف الثلاثة معا ، ففي البندقية منظار يرصد الاهداف ، ومحدد مدي ليزري ، كمبيوتر بالستي متقدم .

باختصار انظمة التحكم الناري هي اي نظام في المعدة يحقق تحسنا في القدرة النارية ضد الاهداف المعادية .

صورة لنظام التحكم الناري المتكامل في البندقية الالمانية OICW



صورة لمنظار التصويب الحديدي في البنادق الالية :


عمل النظام في القناصات :
جميع انظمة التحكم الناري الملحقة بالاسلحة تم اختراعها منذ البداية لكي تتغلب علي مشكلة واحدة فقط وهي تحقيق الاصابة ، وتكون بالتغلب علي عوامل كبح او اعاقة الطلقة وعمل الزيادات في التصويب او Lead عند اصابة الاهداف البعيدة والمتحركة ، واهم عامل يؤثر علي مسارات الطلقات هو عامل الجاذبية الارضية ، اي انه لا يمكن لاي قذيفة مطلقة اتباع مسارا مستقيما مهما كانت قوتها ، ولابد للجاذبية في النهاية ان تعطيها مسارا منحنيا باتجاه الارض في النهاية ، ويختص علم المقذوفات بذلك وهو علم متشعب وكبير.





والصورة المرفقة هي توضيح لتلك النظرية ، ففي الشكل البندقية مصوبة فعليا علي الهدف في المنتصف ، لكن مسار الطلقة الفعلي لن يكون في خط مستقيم مثالي ، وبفعل الجاذبية وعوامل اخري سيكون المسار منحنيا لاسفل ، وهنا ببساطة لكي يتم تحقيق الاصابات الدقيقة يجب الاخذ في الاعتبار ذلك المسار ، ويتم ذلك بحساب المسافة التي تنزلها القذيفة بالنسبة لمسافة الهدف ، ويتم عمل جدول معياري او عمل calibration للفارق ، وبمعرفة الفارق متناسبا مع المسافة يمكن تحديد مسار القذيفة بدقة وجعلها تصيب الهدف من مسافات بعيدة .

ويتم وضع تدريج في مناظير القناصات او منحنيات مدرجة ، وهي تحقق الوظيفة الثانية وهي تحديد المدي ، وكذلك تدريج اخر معاير الارتفاع مع المدي ويكون ذلك مسئول عن الوظيفة الثالثة وهي تحقيق الاصابة .







تلك صورة للمنحني المتدرج في القناصة الروسية Dragunov ، ويتم تحديد المدي عن طريق وضع الهدف ( الجندي ) داخل ذلك التدريج بحيث يكون طول الجندي بين المنحني بالشكل الاول ، ويتم اخذ بعد الجندي بقرائة التدريج ، ثم حساب الارتفاع الذي يناسب ذلك البعد .

توجيه مدافع الطائرات :

بالرغم من ان الطائرات تعتمد انظمة اخري تماما في انظمة التحكم الناري والملاحة ، الا ان نفس المبادئ موجودة كذلك في الطائرات ، فعلي سبيل المثال فان رادارات الطائرة تكون مسئولة عن الوظيفة الاولي والثانية وهي رصد الاهداف وتحديد المدي معا ، وان كانت تساهم بشكل جزئي كذلك في الوظيفة الثالثة وهي تحقيق الاصابة بالنسبة للصواريخ الرادارية ، وان كانت الصواريخ بها رادارات باحثة عن الاهداف كذلك .


لكن في الواقع ما يهمنا هنا اكثر هو نظام التحكم الناري في الرشاشات الخاصة بالاشتباك القريب في الطائرات ، فعند الاشتباك القريب Dogfight ، يتم استعمال الرشاشات في الاغلب بدلا من الصواريخ ، وهنا تأتي اهمية انظمة التحكم الناري في المدافع الرشاشة ، فان كانت انظمة FCS لبنادق المشاة تواجه جنودا من الثبات او يتحركون حركة بسيطة ، فان الطائرات تطير بسرعات عالية جدا ، وتكون السرعة النسبية عالية بين الطائرات المناورة فالامر اكثر صعوبة ويحتاج لمهارة وتدريب جيد من الطيار المقاتل .

وهنا السؤال ، كيف يمكن لطيار يطير بسرعة كبيرة ويأخذ مسارات منحنية ان يستطيع اصابة الهدف ؟

لو تصورنا ان طائرة تطارد اخري وتطاردها في مسارا دائريا لليمين علي سبيل المثال ، فان نظريا لو تم ضبط المدفع الرشاش لكي يكون علي خط مستقيم مع الطائرة الهدف ، فانه عند الاطلاق ببساطة لن تمس الطائرة الهدف ايا من الطلقات ، وذلك لان الطائرة تتحرك الي اليمين ، والطلقة تاخذ خطا مستقيما ، فالوقت الذي ستقطعه الطلقة للوصول للطائرة ستكون الطائرة قد تحركت وستكون الطلقة اخطأت الهدف ...

ولكي يتم التغلب علي ذلك ، تم اضافة كمبيوتر بالستي مخصص للطائرات المقاتلة ، بحيث يقيس السرعة الزاوية للطائرة واتجاهها ويتم تغذية تلك المعلومات للكمبيوتر الذي يتحكم ويغير من مكان نقطة التصويب وتسمي predicted impact point علي شاشة توجيه للطائرة او الـ HUD لكي يعطي للطيار نقطة التصويب الحقيقية التي عندما يضع فيها الهدف يتم اصابته بشكل دقيق .

نقطة 1 تمثل مسار الطائرة ، وهو تقريبا مسار الطلقات في حالة السكون ، اما نقطة 2 فهي نقطة التصويب الحقيقية ونري فيها طائرة من طراز ميج 21 قبل لحظات من اصابتها .




وفي تلك الصورة يظهر الكمبيوتر الخاص بطائرة F-16 وهي تطلق النار علي MiG-29 في احدي المناورات ، وهنا تظهر الميج في الدائرة الصفراء ، بينما نري اتجاه الاف 16 الي علامة X في اعلي الصفحة ، وهنا نجد ان علامة التصويب في الاسفل بعد ان حسب الكمبيوتر الحركة النسبية بين الميج والاف 16 .



عمل النظام في الدبابات :

تختلف مكونات انظمة التحكم الناري في الدبابات الي حد ما عن القناصات ، لكنها تشترك معها في نفس المبادئ والوظائف ، فنظام التحكم الالي في الدبابات يطلق علي عدة وحدات او مكونات في الواقع ، فلا يوجد شيئ واحد فقط يقوم بجميع تلك المهام في الدبابة مثل منظار القناصات الذي يقوم بكل شيئ ، ولكل مهمة من المهام الثلاثة الرئيسية السابقة وحدة خاصة منفصلة تقوم بالوظيفة المخصصة لها ، وتتكون انظمة التحكم الناري في العموم من التالي :
- نظام الرؤية ( وهو مسئول عن المهمة الاولي وهي الرصد والتتبع )
- نظام تحديد المدي الليزري Laser Range Finder ( LRF ) ( وهو مسئول عن المهمة الثانية وهي تحديد البعد )

- نظام كمبيوتر بالستي Ballistic computer ( وهو مسئول عن المهمة الثالثة وهي تحقيق الاصابة )
بالاضافة الي انظمة التحكم والشاشات والمستشعرات ونظام قياس الميلان وخلافه ...
وسنتناول كل نظام بمفردة لنعرف كيف يقوم كلا بعمله وتحقيق الهدف النهائي وهو تحسين القدرة النارية للدبابة .

اولا مجموعة نظام الرؤية Tank sights :
نظام الرؤية من اسمه هو نظام لرؤية ورصد الاهداف المتعددة في ارض المعركة ، ويكون باستطاعة ذلك النظام رؤية جميع الاهداف في مختلف الظروف الجوية ( ليل ، نهار ، ضباب ، امطار .. ) ، ويتكون نظام الرؤية من عدة مناظير متقدمة للسائق والرامي والقائد ، ويستخدم النظام الرؤية الحرارية وكذلك الرؤية الليلية ، وهناك فارقا بين الرؤية الليلية والحرارية فهما ليسا نفس الشيئ .

فالرؤية الحرارية تعتمد علي خلايا تشعر بدرجات الحرارة المختلفة ومن فروقات درجات الحرارة يمكن رؤية الجسم ، اما الرؤية الليلية فتعتمد علي تكبير ضوء النجوم الساقط علي الاجسام ومن ثم رؤيته ، وتزود معظم معدات الرؤية الليلية الان بمصدر ضوئي خافت جدا لكيلا يتعمد النظام علي ضوء النجوم .

وتعتبر الرؤية الحرارية افضل من الرؤية الليلية ، نظرا لانها تستطيع تمييز الاهداف ليلا او نهارا علي عكس الرؤية الليلية ، وكذلك هي اكبر مدي من الرؤية الليلية ، واوضح في تمييز الاهداف من مسافات بعيدة .

صورة لانظمة الرؤية الخاصة بالرامي والقائد في الدبابة ابرامز :



صورة لنظام الرؤية الخاص بالرامي TKN-5 في الدباية T-84:




صورة توضح شكل الرؤية الحرارية للرامي :




ثانيا محدد المدي الليزري او Laser range finder:
يكون ملحقا بنظام الرؤية محدد مدي ليزري ، ويعمل ذلك المحدد علي ايجاد بدقة مدي الاهداف في ساحة المعركة ، وتقوم نظرية عمل محدد المدي علي ارسال شعاع من الليزر علي الهدف واستقباله ، وقياس الفارق الزمني بين الشعاع المرسل والشعاع المستقبل ، وبمعرفة سرعة اشعة الليزر يمكن بسهولة تحديد المدي .عن طريق ضرب سرعة الاشعة في نصف الزمن ، وتتم تلك الحسبة بطريقة الية بالطبع .

صورة لنظام LRF مستقل :




ثالثا الكمبيوتر البالستي :

صورة للكمبيوتر البالستي LIO-V الخاص بالدبابة الاوكرانية T-84 :



يعتبر الكمبيوتر البالستي هو الجزء الاساسي في نظام التحكم النيراني ، ويقوم الكمبيوتر باستقبال المعلومات من محدد المدي الليزري ، ومن مستشعرات تقيس الزاوية بالاضافة الي معلومات اخري ، ويقوم بمعالجة تلك البيانات ، واعطاء المخرجات الي المدفع والذي بدوره يحقق الاصابة .

اما طريقة عمل الكمبيوتر فتكون مسئولة عن حساب الـ Dynamic Lead ، وهو باختصار الفارق بين مسار الطلقة الحقيقي وبين شعيرات التصويب في جهاز الرمي في مدفع الدبابة ، كما شرحنا في القناصات والطائرات .

فقذيفة الدبابة مهما بلغت سرعتها ، الا انها في النهاية مقذوف حر بدون دفع ، وستتعرض في النهاية الي الجاذبية وستاخذ منحني مائل الي الارض كرسمة الطلقة تماما ، وهنا يتم معرفة المدي عن طريق محدد المدي ، ويقوم الكمبيوتر بحساب الارتفاع اللازم للمدفع المتناسب مع المدي ( كوظيفة التدريج في منظار القناص ) ، ويقوم الكمبيوتر كذلك بتحديد الـ Lead الجانبي اللازم كما في حالة الطائرات للاهداف الارضية المتحركة .

ويزداد الامر صعوبة في حالة حركة الدبابة الهدف حركة افقية كبيرة ، ويزداد الامر صعوبة اكثر اذا كانت حركة الدبابة في محورين X,Y اي ان تكون الدبابة تتحرك الي اليمين وتهبط في نفس الوقت ، فمهما بلغت سرعة القذيفة ، مثال 1.5 كم في الثانية ، فان الوقت التي تستغرقة القذيفة من نوع الطاقة الحركية للوصول الي هدف يبعد 3 كم مثلا هو 2 ثانية كاملة ، ولو الهدف يتحرك بسرعة 10 متر في الثانية ، سيكون قد قطع مسافة مقدارها 20 مترا حتي تكون القذيفة وصلت اليه !!!

وطبعا يعني ذلك فشلا في التصويب ، وهنا دور انظمة التحكم الناري في حساب السرعة الزاوية للهدف ، ويكون ذلك عن طريق تثبيت شعيرات التصويب علي الهدف المتحرك لفترة 2 ثانية مثلا ، وفي تلك الفترة يقوم جهاز التصويب بارسال شعاع ليزر واستقباله ليعرف المدي ، ويكون هناك مستشعر للحركة الزاوية في البرج يقوم بحساب الزاوية التي دارها البرج ، ويقوم الكمبيوتر البالستي بعمل الحسابات اللازمة لتعويض الفارق في المسافة التي سيتحركها الهدف ، ومثل كمبيوتر الطائرة فهو يقوم بتحريك نقطة التصويب تبعا للمعطيات الجديدة لتحقيق الاصابة المباشرة .


0 التعليقات:

إرسال تعليق

برامج يجب توفرها على جهازك لاستعراض محتويات الموقع جيدا

حمل برنامج الفايرفوكسحمل قاريء ملفات pdfحمل برنامج winzipحمل برنامج winrarحمل مشغل الفلاش