گزارشی از سامانه‌های الکترواپتیک دوربرد ایرانی +عکس

به گزارش حلقه وصل، با گذشت 10 سال از تمرکز نیروهای مسلح بر پدافند هوایی، امروز توان دفاع هوایی کشور در تمام جنبه‌ها پیشرفت‌های کمی و کیفی چشمگیری داشته است. یگان‌های مختلف ارتش و سپاه که در سراسر کشور در بیش از 3600 نقطه گسترده شده‌اند به انواع سامانه‌های راداری، اپتیکی و سامانه‌های موشکی متنوع مجهز شده و به صورت لحظه‌ای در حال رصد آسمان کشور و حتی تا کیلومترها دورتر از مرزها برای رصد به موقع تهدیدات احتمالی هستند.

در جریان بازدید چند ماه قبل امیر سرلشکر سیدعبدالرحیم موسوی فرمانده قرارگاه پدافند هوایی کشور، از یگان های پدافند هوایی جنوب غرب، یگان های مختلف مجهز به سامانه های اس-300، طبس، رعد-1، مرصاد و هاوک و تور-ام-1 مشاهده شدند. در این میان تصویری از نمایشگر سامانه الکترواپتیکی به کار رفته در کنار سامانه موشکی رعد-1 منتشر شد که ردیابی یک هواپیمای رادار هواپایه و هشدار زودهنگام یا همان آواکس آمریکایی از نوع E-3 را نشان می داد.

سامانه اپتیکی مذکور که برای اولین بار در نمایشگاه دستاوردهای نیروی هوافضای سپاه در اردیبهشت 1393 مشاهده شد به «سپهر-14» معروف است و برد آن نیز بیش از 50 کیلومتر اعلام شده است.

همانطور که در تصویر مشخص است، سامانه فوق با دقت بالا موفق به ردیابی هدف خود شده و تصویر با وضوح بالایی نمایش داده شده است. یکی از نکات مهم پیرامون این تصویر، نحوه شناسایی اولیه آواکس دشمن از بین ده ها پرواز عبوری از منطقه جنوب غرب کشور در هر لحظه است. در واقع با توجه به اینکه هواپیماهای نظامی در موارد متعددی با شناسه غیرنظامی پرواز می کنند امکان شناسایی بر اساس نظامی یا غیرنظامی بودن پرواز در تمام موارد وجود ندارد.

خصوصاً هواپیماهای آواکس که از شرایط صلح سوءاستفاده کرده و برای رصد هرچه عمیق تر آسمان ایران در نزدیک ترین فاصله از مرز هوایی کشور عبور می‌کنند برای حفظ این امکان، به احتمال زیاد در موارد متعددی از شناسه های جعلی استفاده می‌کنند. پس باید به روش دیگری از جمله ردیابی امواج رادار هواپیمای آواکس و سایر شیوه های شناسایی الکترونیکی، موقعیت پرواز هواپیمای مدنظر به اطلاع سامانه اپتیکی برسد و سپس این سامانه با زوم دوربین های خود در مراحل مختلف و به مرور با باریک کردن میدان دید، روی هدف قفل تصویری کند.

نکته جالب توجه دیگر این است که برای سامانه‌های اپتیکی، تفاوتی بین یک جنگنده نسل پنجم و یک آواکس یا هواپیمای ترابری نیست و این سامانه‌ها هم با دوربین‌های دید مرئی و هم با دوربین‌های حرارتی امکان رؤیت این اهداف را دارند. اما باید گفت که سامانه‌های الکترواپتیکی ساخت ایران، از دوربین‌های برد بلند با میدان دید وسیع برای جستجوی خودکار آسمان نیز استفاده می‌کنند. این امر سبب می‌شود تا در صورت عدم شناسایی یک هدف توسط رادار، خود سامانه اپتیکی موفق به کشف اولیه اهداف شود.

* مزیت‌ سامانه‌های الکترواپتیکی

سامانه‌های الکترواپتیکی همچون رادارها قابلیت کشف، شناسایی و ردگیری اهداف مختلف زمینی، دریایی و هوایی را دارند. البته مزایا و معایبی نسبت به رادارها برای ردیاب های الکترواپتیکی قابل بیان است که در مجموع سبب می شود تا در سامانه‌های پدافند هوایی از هر دوی این ردیاب‌ها به طور همزمان استفاده شود.

اما یکی از مهمترین مزیت‌های سامانه‌های الکترواپتیکی، پسیو (Passive) یا غیرفعال بودن آنهاست. در واقع این سامانه‌ها با توجه به اینکه هیچگونه انتشار موج الکترومغناطیسی از خود ندارند، توسط دشمن تقریباً غیرقابل کشف هستند. این به آن معنی است که دشمن دیده می‌شود بدون آنکه بداند در حال دیده شدن است. در نتیجه در صورت واکنش پدافند هوایی، پرنده دشمن خیلی دیر متوجه خواهد شد.

نکته مهم دیگر در سامانه‌های نظارت و ردیابی الکترواپتیکی، عدم آسیب پذیری آنها توسط جنگ الکترونیک دشمن است. سامانه‌های جنگ الکترونیک بسته به سطح فناوری و توان و کارایی خود امکان ایجاد اخلال در عملکردهای مختلف رادارها را در یک ناحیه خاص یا گسترده دارند. این درحالی است که امکان اخلال در عملکرد سامانه الکترواپتیکی هر چند ناممکن نیست اما بدون دانستن موقعیت سامانه عملاً ممکن نیست. در اینجا مزیت غیرفعال بودن سامانه الکترواپتیکی هم به کمک آمده و اخلال در عملکرد آن را بسیار دشوار می‌سازد.

سامانه‌های الکترواپتیکی از انواع دوربین‌های حرارتی نیز در کنار دوربین‌های دید مرئی استفاده می‌کنند. این امر سبب می شود تا در تمام ساعات شبانه روز و نیز در هوای نامساعد با کمی کاهش برد، امکان کشف و ردیابی اهداف همچنان وجود داشته باشد. در نتیجه مهمترین ایراد سامانه های دید مرئی که به آنها ردگیرهای تلویزیونی هم گفته می شد، برطرف شده است.

با پیشرفت های حاصل شده در زمینه پردازش تصویر از یک سو و حسگرهای دقیق تر و حساس تر در سامانه های الکترواپتیکی از سوی دیگر، امکان تشخیص نوع اهداف نیز توسط این نوع سامانه ها به صورت خودکار فراهم شده است. در نتیجه این سامانه ها امروزه به صورت هوشمند و با کمک یک بانک اطلاعاتی امکان شناسایی و تفکیک اهداف مختلف را دارند.

* معرفی تعدادی از سامانه های الکترواپتیکی ایرانی

با توجه به نیاز بالای کشور به گسترش هرچه بیشتر چتر پدافندی و تعدد سامانه های ردیابی از رادارهای فعال و غیرفعال گرفته تا انواع تجهیزات الکترواپتیکی توسط وزارت دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح، سپاه و ارتش و در سال های اخیر توسط شرکت های دانش بنیان به تولید رسیده و به خدمت گرفته شده است.

گستره دوربین های حرارتی و سامانه های الکترواپتیکی ساخت ایران از بردهای کوتاه و کاربرد برای سلاح های انفرادی و نیمه سنگین تا نمونه های مخصوص رصد اجرام فضایی را شامل می شود. در واقع نمونه های بسیار دوربرد این سامانه ها حتی قابلیت رصد ایستگاه فضایی را که در ارتفاع چند صد کیلومتری در حال گردش به دور زمین است را نیز دارند.

در سال های اخیر انواع هواپایه سامانه های ردیابی الکترواپتیکی ساخت ایران عملکرد بسیار موفقی در عملیات های پهپادهای شاهد-129 سپاه علیه تروریست های تکفیری و چند ملیتی در عراق و سوریه داشته اند. کشف و ردیابی هواپیمای بدون سرنشین و فوق پیشرفته آمریکایی RQ-170 در سال 1388 که از مقدمات تسخیر آن در سال 1390 بود نیز در کارنامه سامانه های الکترواپتیکی ساخت ایران می درخشد.

خانواده سامانه های زمین پایه «سداد» ساخت صنایع الکترونیک وزارت دفاع یکی از مجموعه های متنوع الکترواپتیکی ساخت ایران هستند. این سامانه ها از انواع دوربین های حرارتی، دید در روز و مسافت یاب های لیزری برخوردار بوده و برای کاربردهای مختلف مرزبانی، پایش سواحل و همچنین ردگیری اهداف هوایی توسعه یافته اند. قابلیت کنترل از راه دور روی همه نمونه های این خانواده و استقرار روی برجک هایی با قابلیت تنظیم ارتفاع هم در برخی انواع سامانه سداد مشاهده شده است.

سامانه «سپهر-14» که در ابتدای این گزارش نیز به آن اشاره شد یکی از کاملترین مجموعه های الکترواپتیکی ساخت داخل است. دو دوربین چرخان در این سامانه کار جستجو را بر عهده دارند. یک آنتن هم وظیفه هدایت موشک را بر عهده دارد که به صورت مستقل از دوربین ها قابلیت چرخش دارد.

نمونه دیگری از سامانه های اپتیکی که توسط پدافند نیروی هوافضای سپاه و به همراه موشک های «طائر-2» در سامانه «رعد-2» مورد استفاده قرار می‌گیرد از چهار دوربین چرخان با دید وسیع برای پوشش منطقه وسیعی استفاده می کند.

در اطلاعات قابل مشاهده از این سامانه در بازدید فرماندهی کل قوا از نمایشگاه نیروی هوافضا در سال 93، برد ردگیری این سامانه 80 کیلومتر عنوان شده است. همانطور که در تصاویر زیر قابل مشاهده است، دوربین های جستجو، حرکت مستقل و بسیار سریعتری نسبت به آنتن راداری دارند.

در رزمایش پدافند هوایی سال 1397، ارتش از سامانه «سراج-1» رونمایی کرد که به همراه توپ متحرک شده 35 میلیمتری اورلیکن که نمونه داخلی آن نیز با نام «سماوات» تولید می شود به کار گرفته می شود.

سامانه سراج از دو دوربین متحرک روی پایه دوران کننده برای پویش محیط اطراف استفاده کرده و دوربین های دیگری نیز برای قفل تصویری روی هدف دارد. همچنین مسافت یاب لیزری با برد بلند (احتمالاً تا 20 کیلومتر) نیز روی این سامانه نصب شده است.

نمونه هایی از سامانه های چند منظوره کشف و ردیابی الکترواپتیکی با کاربرد دریایی نیز در ایران ساخته شده است. این نمونه ها همچون انواع نصب شونده روی هواپیماها و بالگردها روی سکوهای پایدار شده دو درجه آزادی مستقر می شوند تا نوسانات ناشی از پرواز یا حرکت در دریا و نیز ارتعاشاتی که در خود وسیله حامل ایجاد می شود روی عملکرد سامانه الکترواپتیکی کمترین تأثیر را داشته باشد.

نمونه دریایی تصویر زیر بر روی چند ناوشکن نیروی دریایی ارتش به کار گرفته شده است. با توجه به شرایط دینامیکی شناورها روی آب که همواره با تکان ها و نوساناتی با دامنه ها و فرکانس های مختلف بسته به وضعیت دریا و سرعت شناور همراه است برای ایجاد عملکرد قابل اتکا در سامانه‌های الکترواپتیکی دریایی نیاز به پایدارساز برای حذف نوسانات وارده از شناور به سامانه است که پیچیدگی این دسته از تجهیزات دیده‌بانی و ردگیری الکترواپتیکی را دوچندان می نماید.

نمونه هواپایه فوق که با نام EOG3000-U معرفی شده دارای جرم کمتر از 22 کیلوگرم، زوم 36 برابر، مسافت یاب لیزری با برد 20 کیلومتر، قطر بدنه 30 سانتیمتر بوده و امکان استفاده از حسگر سرد شونده یا غیر سرد شونده را دارد.

دقت پایدارسازی این سامانه بسیار بالا و در حدود 200 میکرو رادیان است. این سامانه توانایی آشکارسازی هدفی مانند تانک را در برد بیش از 7 کیلومتر داشته و قابلیت نصب روی انواع پهپاد و بالگرد را دارد. قابلیت شبکه شدن با رادار و سلاح و دریافت موقعیت هدف و جستجو و قفل خودکار روی هدف بر اساس موقعیت از دیگر قابلیت های این سامانه است.

در جریان تحویل ناو رزمی البرز در 12 آذر 1398 یک سامانه الکترواپتیکی به عنوان ردیاب اهداف در حلقه کنترل آتش توپ 6 لوله «کمند» مشاهده شد. این سامانه پدافند نقطه ای در جریان بهسازی و ارتقاء ناو مذکور به آن اضافه شده است. به علاوه یک سامانه الکترواپتیکی پایدار شده دیگر که قبلاً روی ناوهای رزمی متعددی در ناوگان شمال و جنوب کشور به خدمت گرفته شده بود نیز به همین ناو اضافه شده که در تصویر زیر قابل مشاهده است.

دو نمونه از سامانه های الکترواپتیکی مهم ساخت وزارت دفاع که در زمینه دفاع هوایی کاربرد دارند، سامانه های TIC-S-1 و 2 هستند که البته در نمونه های صادراتی با این نام ها ارائه شده اند.

این سامانه ها به ترتیب برد 50 و 150 کیلومتر را برای کشف اهداف هوایی دارند. سامانه TIC-S-1 از یک دوربین سرد شونده استفاده می کند که از تشخیص دهنده با فناوری FPA برخوردار است. یک نرم افزار پردازش تصویر بی‌درنگ (Realtime) نیز به این سامانه مرتبط شده است که سبب ایجاد یک ردیاب الکترواپتیکی نسل سوم پیشرفته شده است. این سامانه از دو میدان دید پهن و باریک و حساسیت بسیار بالا در تشخیص حرارت تا میزان 15 mk برخوردار است.

لازم به ذکر است که حسگرهای دارای فناوری FPA یا Focal Plane Array امروزه در سامانه های پیشرفته و روز دنیا مورد استفاده قرار گرفته و می تواند تصاویری به خوبی دوربین های CCD ارائه دهد و البته نیاز به کار پردازشی بیشتری نسبت به جستجوگرهای تصویری حرارتی معمولی دارد. حسگرهای FPA در واقع از مجموعه ای از حسگرهای نوری تشکیل شده اند که به صورت ماتریسی قرار گرفته اند که قابلیت های بیشتری را نسبت به حسگرهای نوری معمولی به دست می دهد. این فناوری چند سالی است که توسط محققان داخلی بومی سازی شده است.

سامانه الکترواپتیکی TIC-S-2 که قابلیت نصب روی انواع وسائل متحرک مانند کشتی و هواپیما را دارد، همچون نمونه قبلی از حسگر سرد شونده با فناوری FPA استفاده می کند. این نمونه دارای سه پهنای دید مختلف بوده و می تواند هدفی در ابعاد یک انسان را از فاصله 15 کیلومتری تشخیص دهد که در حدود 3 تا 5 برابر نمونه های دیگر ساخت داخل است. همچنین برد تشخیص تانک توسط آن 30 کیلومتر است در حالی که بسیاری از نمونه های دیگر با ابعاد و وزن مشابه این سامانه، در برد 6 تا 8 کیلومتر قابلیت کشف تانک را دارند.

از همه مهمتر قابلیت کشف هدف نزدیک شونده برای این سامانه 150 کیلومتر و برای اهداف دورشونده تا 300 کیلومتر اعلام شده است. این سامانه دارای طول 60 و عرض و ارتفاع 26 و 30 سانتیمتر بوده و با توجه به قابلیت کار در دمای منفی 40 درجه تا مثبت 60 درجه سانتیگراد می تواند بر روی هواپیماهای جنگنده نیز نصب و به کار گیری شود.

با توجه به اینکه امروزه جنگنده های نسل چهار پیشرفته و نسل پنجم در دنیا از ردیاب‌های الکترواپتیکی با برد های بیش از 80 کیلومتر استفاده می کنند، TIC-S-2 سبب ارتقاء قابل توجه توانایی جنگنده های کشورمان در زمینه کشف و ردیابی الکترواپتیکی شود.

همانطور که اشاره شد موارد فوق تعداد اندکی از گستره بسیار وسیع سامانه های جستجو، کشف و ردیابی الکترواپتیکی ساخت کشورمان است که امروزه به یکی از زمینه های مهم صادراتی کشور نیز تبدیل شده اند.

حضور شرکت های دانش بنیان در این بازار نیز از جمله دستاوردهای موفق علمی و تجاری کشورمان در این عرصه است. نقش این سامانه ها در افزایش اقتدار دفاعی کشور چه در عملیات های پهپادی علیه تروریست ها، نظارت دائمی روی شناورهای عبوری در منطقه خلیج فارس و تنگه هرمز و چه با کمک به مستحکم‌تر شدن دفاع هوایی کشور با افزایش اشراف اطلاعاتی نیروهای مسلح به تحرکات هوایی دشمنان در منطقه نیز بسیار مهم و اثرگذار بوده است.