Gemisavar Füzelerde Kullanılan Güdüm Sistemleri
-Aktif Radar Güdüm
Aktif radar güdüm modern gemisavar füzelerde en çok kullanılan güdüm sistemlerinden biridir. Bilindiği üzere radar diye adlandırılan donanımlar elektromanyetik (radyo frekansı) sinyalleri gönderip, geri yansıyan sinyalleri toplayarak hedef tespiti yaparlar. Bu tanım aktif radar güdümünün tam açıklamasıdır diyebiliriz. Aktif radar güdümü kullanan bir füze “terminal” olarak adlandırılan hedefe doğru uçuşun son aşamasında kendi arayıcı başlığındaki aktif radar sensörünü aktive eder, başlık RF sinyaller yollayarak geri yansıyanları toplar ve bu şekilde hedefi aramaya başlar. Füze kendi radarında düşman su üstü platformunu görmeye başlayıp, hedefe yönelmesine askeri ağızda “pitbull olma” denir (bu tabir daha çok hava hava muharebeleri için kullanılır). Bu aşamada füze hedefe kendi radarı ve kendi görev bilgisayarı ve güdüm/kontrol algoritmaları tarafından yönlendirilir. Aktif radar güdüm kullanan sistemler, genellikle otonomluğun ön planda olduğu “at-unut” sistemlerde tercih edilirdi. Fakat günümüzde etkinlik olarak kendini kanıtlamış bir sistem olarak veri bağı gibi sistemlerle isteğe bağlı olarak “at-güncelle” tarzı da kullanılır. Tabi bu güncellemeler terminal aşama için değil seyrüsefer sırasında kullanılır.
-Yarı Aktif Radar Güdümü
Yukarıda radar sensörlerinin en temel tanımından bahsetmiştim. Bu tanım doğru bir tanımdır ama radar sensörlerinin tümünü kapsamaz. Aktif radar güdümünde füzenin kendi sinyallerini gönderip topladığını söylemiştim. Ancak yarı aktif radar güdümünde durum biraz daha farklıdır. Bu güdüm çeşidini kullanan füzelerde “yarı aktif arayıcı başlık” bulunur. Bu başlığın içindeki sensör bir sonraki bahsedeceğim pasif radar sensörden pek faklı değildir fakat biraz daha özeldir. Yarı aktif radar güdümünde füzenin arayıcı başlığı ateşlendiği platformun atış kontrol radarından (buna track’leme işlemi denir veya radar kilidi atma veya aydınlatma) hedefe gönderilip geri yansıyan sinyalleri toplayarak hedefe yönelir. Yarı aktif radar güdümü daha kısa menzillerde çalışan (İngiliz Sea Skua, Tayvan Hsiung Feng gibi) füzelerde ana güdüm sistemi olarak yer alır. Fakat genellikle füzeye yol boyunca terminal aşamaya kadar rehberlik etmesi için kullanılan sistemlerden biri olarak kullanılmıştır( Sovyet P-500 Bazalt gibi). Günümüzde demode bir sistem olarak kalmıştır. Elektronik karıştırmaya daha müsaittir. Artık füzelerin seyrüseferi sırasında tam otonomluk sağlamak adına INS ve GPS gibi sistemler tercih ediliyor.
-Pasif Radar Güdümü
Pasif radar güdümü söz konusu olunca hedef üzerine gönderilen herhangi bir sinyalden bahsedemeyiz. Peki nasıl hedef tespiti yapacağız? Çok basit, hedefimizin kendi radarından yaydığı sinyalleri toplayarak ona karşı kullanacağız.Evet, pasif radar güdümü tam olarak böyle çalışır. Düşman su üstü platformunun arama radarlarından yayılan güçlü elektromanyetik dalgalar füzenin pasif arayıcı başlığınca toplanır ve füze bu dalgaların geldiği yöne doğru yönelir. Pasif radar güdümü genellikle anti-radrasyon füzelerinde yaygın olsa da gemisavar füzelerde de kullanılmış örnekleri vardır. İngiliz / Fransız yapımı Martel AS.37 anti-radrasyon füzesi ve onu üzerinden geliştirilen Martel AJ 168 (TV güdümlü) gemilere karşı da kullanım imkanı sunmaktaydı. Ayrıca ABD Donanaması’nın 2018’de hizmete aldığı stand-off füze AGM-158C LRASM’ın güdüm sistemleri arasında pasif RF alıcı da bulunmaktadır. Ayrıca ünlü Amerikan AGM-88 HARM pasif radar güdümlü anti-radyasyon füzesi ve dünyadaki diğer anti-radyasyon füzeleri de su üstü hedeflerine karşı kullanılmaktadır.
-Kızılötesi Güdüm(IR ve IIR)
Kızılötesi güdüm sistemi hedef platformdan çıkan kızılötesi ışımaları tespit ederek füzeyi hedefe yönlendiren bir güdüm sistemidir. Her hangi bir cismin üzerindeki ısı farklılıkları bildiğiniz gibi termal kameralarda açıkça görülür. Termal kameralarda bu görüntüleri oluştururken bahsettiğimiz kızılötesi ışımalardan yararlanırlar. Aynı durum “infrarred” (IR) güdümlü füzelerin arayıcı başlıkları için de geçerlidir. Bu tip füzeler aşırı sıcak jet motoru veya gemilerin bacaları gibi donanımları algılayarak bu yüksek sıcaklık kaynaklarına yönelirler. Kızılötesi güdümlü füzeler denildiğinde özellikle hava-hava füzelerinde günümüz standartlarında “IIR” güdüm sistemi ön plana çıkmaktadır. IR güdümün anlaşılması için termal kamera örneği vermiştim fakat IR arayıcı başlıklar çözünürlük veya görüntüleme gibi şeylerden yoksundur. IR güdümlü füzeler sadece yüksek ısı kaynağını algılarlar fakat IIR yani “İmaging İnfrarred” başlıklar hedefi aynı bir termal kamera gibi ısısal farklarına göre görüntüler ve bu görüntüleri görev bilgisayarına yüklü benzer görüntülerle karşılaştırarak hedefe yönelirler. İstenildiği taktirde hedefin önemli bir noktasına saldırıyı yönlendirmek de IIR güdüm ile mümkündür (savaş uçaklarının kokpiti, gemilerin köprüüstü veya savaş harekat merkezleri gibi). Güdümüzde çeşitli flare donanımları ile IR güdümlü füzeleri aldatmak kolay olsa da IIR güdümlü füzelerden kaçmak çok zordur.
Gemisavar füzelerde IR güdüm kullanan füzelerden ilk akla geleni bir önceki bölümde bahsettiğim P-15 Termit’in Çin kopyası Slikworm’ın HY-2A ve HY-2A-II modelleridir. Bunun dışında Türk Donanmasında da 1972’den beri kullanılan ve ilk gemisavar füzemiz olan İsveçli Penguin IR güdümlü füzelere örnek verilebilir. Japon Type 82, Sovyet Moskit bu güdüm sistemini kullanan platformlardır. IIR güdüme gelecek olursak gemisavar füzelerde günümüzün modern şartlarına kadar pek tercih edilmemiştir diyebiliriz. ABD’li AGM-158C LRASM ve Norveç’in gelişmiş gemisavar seyir füzesi “Naval Strike Missile” (Penguin füzesinin halefi olarak bilinir) IIR kullanımının en büyük örnekleridir. Ülkemizin geliştirdiği havadan karaya/satha stand-off seyir füzesi SOM’da IIR arayıcı başlık kullanır. Ayrıca bir önceki bölümde bahsettiğim ATMACA milli gemisavar füzesi de Block II varyantında kızıl ötesi görüntülemeli MWIR başlık kullanacaktır.
-Lazer Güdüm
Lazer güdüm, bir lazer işaretçi tarafından aydınlatılan hedefe füzeyi yönlendiren bir güdüm çeşididir. Buna SALH (Semi Active Laser Homing) veya SAL (Semi Active Laser) yani yarı aktif lazer güdüm denir. Çünkü füze hedefe isabet sağlayana kadar hedef, herhangi bir kaynaktan lazer ile aydınlatılmalıdır. Lazer güdümlü füzelerin arayıcı başlıkları hedeften yansıyan bu lazer ışınlarına yönelirler.
Lazer güdüm kullanan gemisavar füzelere gelecek olursak yine en ünlü füzemiz İsveçli Penguin’dir. Penguin füzesi ilk versiyonlarından itibaren lazer güdüm kullanmaya başlamıştır (IR güdüm sonraki versiyonlar). Bunun dışında ünlü Amerikan kara saldırı füzesi AGM-65F Maverick füzesi, E versiyonunun gemilere karşı kullanım için ABD Donanması için özelleştirilmiş haldir ve IR güdümün yanında lazer güdümde kullanmaktadır.
-TV Güdüm
TV güdüm, füzeyi hedefe yönlendirmek için televizyon kamerası benzeri bir donanım kullanır. Genellikle havadan karaya veya havadan satha füzelerde kullanılır. Bu güdüm sisteminde pilot kokpitteki bir ekrandan füzenin arayıcı başlığındaki tv kamerasına bağlanır ve hedefi nişangah noktası ile aynı hizaya getirir ve kilitler, sonrasında füze bu görüntüyü arayıcı hafızasına kaydeder veya pilot uçuş sırasında da arayıcı başlıktaki kameraya bağlanarak füzeyi hassa şekilde yönlendirebilir. Füze ayrıldıktan sonra elde ettiği görüntüleri bu kayıtlı görüntü ile karşılaştırarak hedefi takip eder ve hedefe ulaşır. Bu teknoloji Martel 168 gemisavar füzesinde uygulanmıştır.
-RF/Data Link (Veri Bağı)
Günümüzün yeni teknoloji trendleri arasında IOT (Internet of Things) yani nesnelerin interneti adında bir trend vardır. Bu trend çerçevesinde gün geçtikçe arabalar, beyaz eşyalar vs. gibi birçok eşya internete bağlı ve birbirleri, telefon ve bilgisayalarımız ile haberleşir hale geliyor. Tabi herkesin bildiği üzere Dünya üzerindeki çoğu teknolojinin kaynağı olan askeri teknoloji de de artık bunun benzeri bir trend hakim. Bu trend “Ağ Merkezli Harp”. Ağ merkezli harp, bir muharebe sahası ve senaryosunda birbiri ile dost kuvvetlerin muharip, mekanize vb. platformlarının ve hatta uyduların ortak bir ağ çerçevesinde birbiri ile veri paylaşımı yapmasına imkan sağlayan bir protokoller bütünü. Ağ merkezli harp sayesinde tüm muharip su üstü-hava platformları birbirleri ile radar bilgilerini paylaşabilir. Bu şekilde oluşan radar ağı sayesinde her platformun muharebe ortamındaki durumsal farkındalık ve efektifliği muazzam derecede artmış olur. Ağ merkezli harp kullanılan mühimmatları da kapsar. Seyir füzeleri veya gemisavar füzeler gibi füze sistemleri de bulundurdukları veri bağı özelliği ile atımdan sonra rota ve hedef güncelleme veya ateşlendiği platformun radar menzilinin çok dışında veya radarının göremediği bir hedefe angaje olup imha etme kabiliyeti kazandırır. Yani, konumuz üzerinden örnek vermek gerekirse ; Mesela yerli üretim bir Milgem TCG Kınalıada korvetimiz Ege’deki olası bir harp senaryosunda Yunan Donanması’na karşı görevde olsun. Ve üzerinde de 200km+ menzilli, veri bağı desteğine sahip Milli Atmaca gemisavar füzemiz yüklü olsun. Geminin Smart-S Mk2 radarının Ege’nin adalarla dolu coğrafyası sebebiyle oluşan radar boşluklarından birinde, 200 km’lik bir yarıçapta bir Yunan fırkateyni bulunsun. O sırada da havada Barış Kartalı E-7T “Batı” havadan erken ihbar ve kontrol (AWACS) uçağımız bulunsun. Batı uçağımız havadan ve yüksek irtifadan Yunan fırkateynini tespit etmiş olsun ve fırkateynin koordinat, hız, rota ve radar bilgilerini gemimizle paylaşsın ve bunlar da füzeye yüklenip, füze ateşlensin. Ateşleme esnasında, füze seyrüseferini gerçekleştirirken de füze ile direk Batı uçağı arasında kurulan bağlantı sayesinde Yunan fırkateyninin olası rota- konum değişikliği vs. durumları hakkında bilgiler de füzeye eş zamanlı olarak sağlansın (veya istenildiği taktirde hedef değişimi yapılabilsin). Ve bu şekilde füzemiz kendi ateşlendiği platformun radarının görmediği bir hedefe angaje olup hedefi imha etsin. İşte Ağ Merkezli Harp budur ve gemisavar füzelerdeki yüksek artıları da bu örnekteki gibidir. Dünya üzerinde örnekte yer alan milli Atmaca gemisavar füzemiz, Harpoon Block II+, NSM vs. füzelerde RF link güdüm özelliği yer almakta.
Seyrüsefer-Navigasyon Sistemleri
-INS (Inertial Navigation System)
Ataletsel navigasyon sistemi anlamına gelen INS füzelerde ateşlemeden, terminal aşamaya kadar füzeye rehberlik eden seyrüsefer sistemlerinden biridir. INS füzede yer alan jiroskop ve ivme ölçerlerden alınan hız konum ve ivme verilerini işleyerek herhangi bir merkezle iletişim olmadan füzenin yönlendirilmesini sağlayan sistemdir. INS sisteminde jiroskoplar tarafından x,y,z eksenlerinde referans yöne göre yönelme açıları ve yönelme hızları ölçülür. İvme ölçerler ise yine x,y,z eksenlerinde füzenin hızındaki değişiklikleri ölçer. Elde edilen bu veriler sistemin işlem biriminde işlenir ve uçuş sisteminin bir parçası olan navigasyon birimine aktarılır. Navigasyon birimi ise ateşlemeden önce füzeye yüklenmiş rota ve uzaklık bilgileri ışığında uçuş bilgisayarına yer-yön bilgisi sağlar. INS sistemleri 3 adet ivme ölçer ve 3 adet jiroskop içerir. Bu birimler direk araç üzerine monte edilirse buna “strapdown” konfigürasyonu denir. Eğer bu sensor kümesi bir mekanik stabilizatöre entegre edilmişse bu konfigürasyona “gimballed” denir. Günümüzde havacılıkta ve güdümlü füzelerde gimballed konfigürasyonu daha çokça tercih edilir.
INS sistemleri günümüzde tek başlarına bir füzeye rehberlik edemezler çünkü ivmeölçer ve jiroskopik sensörler hatırı sayılır derecede hata üretirler. Günümüzde 10 mikro-g standart hata payına sahip en iyi ivmeölçerler bile 17 dakika içerisinde 50 metre hata üretirler. Bu herhangi bir hava aracı veya hassas güdümlü füzede istenmeyecek büyük bir sapma payı demek. Bu hata payını minimize etmek için çeşitli yöntemler vardır. Bunlardan biri de bir tahmin algoritması ile sensörlerden gelen verilerin birleştirilip filtrelenerek oluşan hatanın tahmin edilip düzeltilmeye çalışılmasıdır. Günümüzde bunun için en kaliteli algoritma “Kalman filtresi”dir. Fakat Kalman gibi tahmin algoritmaları ile bile oluşan hatalar giderilmekten uzak kalır. Bundan dolayı en efektif yöntem sistemi periyodik aralıklarla GPS gibi bir uydu kaynaklı konumlama sistemine bağlayıp rota kontrolü/düzeltmesi yapmaktır. Bu yüzden günümüzde bütün INS sistemleri GPS destekli çalışır. Bu yüzden INS ile seyrüsefer yapan her platform, belirli aralıklarla GPS uydularına bağlanarak rota düzenlemesi yapmak zorundarır.
-GPS
(Global Positioning System)
Türkçe karşılığı herkesin bildiği üzere küresel konumlama sistemi olan GPS uydu tabanlı bir radyonavigasyon sistemidir. Temel çalışma prensibi, Dünya yörüngesi üzerinde bulunan uydu ağını kullanarak yeryüzündeki herhangi bir konumu uydular arasındaki mesafeyi ölçerek, kesin olarak belirlemek üzerinedir.GPS sistemi yer yüzündeki alıcılara kodlanmış veriler sağlar. GPS, Amerikan Savunma Bakanlığı’nca 1960’lı yıllarda geliştirilmeye başlandı ve 1994’te operasyonel oldu. GPS şüphesiz dünya üzerindeki radyonavigasyon sistemlerinin öncüsü ve en efektiftir. Ona ek olarak dünya üzerinde ünlü Rus GLONASS, Avrupalı Galileo, Çinli Compass ve Hintli IRNSS uydu tabanlı radyonavigasyon sistemleri de vardır. Bu sistemler yıllar ilerledikçe gelişmektedir.
INS sisteminden bahsederken sistemde oluşan hatalardan dolayı bu sistemin GPS entegreli kullanıldığını söylemiştim. Bu GPS bağımlılığı hiçbir ülke silahlı kuvveti tarafından istenilen bir durum değildir ve tam otonom seyrüsefere engel olmaktadır. Barış zamanlarında GPS ne kadar son derece güvenilir ve istikrarlı olsa da savaş zamanı böyle bir sisteme bel bağlamanın başarı oranınıza nasıl yansıtacağı bilinmez. Ayrıca günümüz harp sahalarında elektronik harp çok ciddi bir olgudur. Karşı tarafın kullanıldığı elektronik karıştırma sistemlerinin hedefi, füzenizin radar arayıcı bağlığını köreltmek veya RF link- GPS gibi bağlantılara karıştırma/bastırma uygulamaktır. Günümüzde maalesef tam otonom seyrüsefer mümkün değil, bununla birlikte bu elektronik karşı tedbirlere karşı, elektronik destek birimleri ve karıştırma dayanımlı GPS antenleri (ülkemizde TÜBİTAK SAGE tarafından geliştiriliyor) geliştirilmektedir.
-Radar Altimetre
Radar altimetre veya radyo altimetre, yeryüzüne radyo dalgaları gönderilerek yansıyan dalgaların geri toplanması sırasında geçen süre üzerinden platformun yere göre irtifasını eş zamanlı olarak hesaplayan bir seyrüsefer sistemidir. Radar altimetre, platformun üzerinde uçtuğu araziye veya deniz yüzeyine göre eş zamanlı yükseklik bilgisi sağlar. Bu sayede platform arazi koşullarına göre kendi referans irtifasını ayarlayabilir. Yer yüzü ile çarpışma/çakılma veya deniz yüzeyine çakılmayı önleyen “aşırı düşüş-irtifa uyarı sistemi” gibi sistemler direkt olarak radar altimetre verilerinden beslenir. Ayrıca radar altimetre sistemleri SAR yani sentetik açıklıklı radar sistemlerinin zeminini oluşturan sistemlerdir. Günümüzde radar altimetre işlemlerini lazer- ışın kullanarak yerine getiren LIDAR türevi sistemlerde mevcuttur.
-Barometrik Altimetre
Barometrik altimetre, füze içerisinde yer alan barometrik sensörlerden alınan atmosfer basıncı değerlerine göre füzenin irtifasını belirleyen bir sistemdir. Barometrik altimetreler füzelerin sadece deniz seviyesine göre olan irtifasını çıktı olarak verirler.
-Tapalar Ve Harp Baslıkları
Tapa veya İngilizcesi ile Fuze, bir mühimmat veya füzenin harp başlığında bulunan patlayıcı maddenin patlama reaksiyonunu başlatmak için bir fünye donanımını kontrol eden donanımlara denir. Tapalar çeşitli topçu mühammatları, havan mühimmatları, topçu roketleri ve güdümlü füzelerde karşımıza çıkan donanımlardır. Bir tapada 4 temel bölüm vardır. Bunlar: Hedef algılama birimi, güç birimi, emniyet kurma birimi ve ateşleme zinciridir (fünye). Tapanın üç temel görevi ise şunlardır: Taşıma, depolama ve kullanım süresince mühimmatın emniyetini sağlamak, atış sonrası gerekli şartlar sağlandıktan sonra kurulma durumuna geçmek ve görev senaryosuna göre alınan, algılanan komutla patlatma zincirini başlatmaktır. Tapaların mekanik, elektro-mekanik ve elektronik olmak üzere üç çeşidi bulunur. Bu çesitlerden elektronik ve elektro-mekanik tapalar programlanabilir özelliğe sahiptir (kablolu/arayüz ile ve temassız).
Gemisavar füzelerde üç tip tapa ön plana çıkmakta bunlar darbe tapası, gecikmeli darbe tapası, yaklaşma/yakınlık tapasıdır.
Darbe Tapası: Adından da anlaşılacağı gibi darbe ile fünyeyi tetikleyen bir donanımdır. Bu tapalara perküsyon veya temas tapası da denir. Topçu, havan ve roket mühimmatlarının vazgeçilmezidir. Aynı zamanda gemisavarlar için de aynı durum geçerlidir. Günümüzde modern gemisavarların büyük çoğunluğu darbe yapası kullanır. Bu tapalar modern sistemlerde genellikle elektronik veya elektro-mekanik sistemlerdir. Bu tapa topçu, havan ve roket gibi mühimmatlarda mühimmatın burun tarafında (nokta patlatma) veya kıç tarafında (taban patlatma) bulunabilir. AGM/UGM/RGM-84 Harpoon için bu tapa taban patlatmalıdır (FMU-109).
Gecikmeli darbe tapası: Bu tapa tipinde çarpma sonrası önceden ayarlanmış bir süre sonra patlama zinciri başlatılır. Günümüzde tüm modern mühimmatlar “duyarsız”dır. Yani herhangi bir dış darbe, vurulma vs. İle patlamaya karşı son derece dayanıklıdırlar. O yüzden çarpma sonrası tapalar istenilen süreye göre patlama zincirini başlatabilirler. Norveçli Penguin gibi füzelerde kullanılmaktadır. AGM/UGM/RGM-84 Harpoon’un FMU-109 elektronik tapası da istenildiği takdirde veya göreve göre gecikmeli darbe tapası olarak kullanılabilir.
Yaklaşma/yakınlık tapası: Yaklaşma tapası, mühimmatın hedefe yaklaştığı önceden (arayüz bağlantısı veya RF bağlantı ile) belirlenmiş bir mesafede patlamasına veya çarpa / çarpma sonrası patlamasına olanak sağlayan tapalardır. Bu tapalar aktif / pasif radar, aktif / pasif sonar, kızılötesi, fotoelektrik, sismik, TV, lazer gibi birçok çeşitli sensörden bir veya daha fazlasını kullanabilirler. Bu sensör donanımlarına kendileri sahip olmak zorunda değildirler. Mesela çoğu modern güdümlü füzede füzenin terminal güdüm sisteminden elde edilen veriler ile mesafe tayini yaparak da patlatma zincirini başlatabilirler.
Harp başlıklarına gelecek olursak, füzeler veya mühimmatların yegane amacı bu yükü hedefe taşımaktır diyebiliriz. Harp başlıkları tapalar tarafından başlatılan ve çeşitli kimyasal yapıya ve fiziksel etkiye sahip “yük”lerdir. Bir füze sisteminin etkinliğini taşıdığı harp başlığının tahribat gücü ve ağırlığı belirler. Günümüz modern gemisavar füzelerinde çok yaygın olarak karşımıza “ yüksek patlayıcılı (HE), penetrasyon etkili” ibaresini görürüz. Bu yüksek basınç (şok dalgası) ve şarapnel etkisi ile hedefe tahribat vermek anlamına gelir diyebiliriz. Modern su üstü platformları, günümüzde neredeyse tamamen zırhsız imal edilirler. Bu yüzden dış kabuklarını delip içeride ana parlamayı yapmak için herhangi bir zırh delici tertibata ihtiyaç duyulmaz ( Styx dönemi itibari ile istisnadır ). Peki nedir bu bahsettiğimiz “yüksek patlayıcılar”. Bu tanım patlama sonucu oluşan basıncın neden olduğu şok dalgasının ses üstü hızı geçen patlayıcılar için kullanılır. Örneğin TNT’nin patlama hızı 5,8 kilometre / saniye, C4’ün ise 8,5 kilometre / saniyedir. Kimyasal açıdan sayısız yüksek patlayıcı bileşik üretmek mümkündür fakat askeri ve ticari olarak en çok rağbet görenler şunlardır:
Yazar: Eshab YALÇIN
