Sådan fungerer Patriot Missiles

Patriot -missilsystemet har et bemærkelsesværdigt mål:Det er designet til at opdage, mål og derefter ramme et indkommende missil, der ikke må være mere end 10 til 20 fod (3 til 6 meter) langt og typisk flyver med tre til fem gange lydens hastighed. Det opgraderede Patriot -system kan også ødelægge indgående fly og krydsermissiler.

Patriot -missilsystemet er blevet indsat i mange situationer, fordi det er i stand til at skyde fjendtlige missiler ned (f.eks. Scud -missiler) og beskytte soldater og civile mod et missilangreb. Patriot -missilbatterier blev aktiveret flere gange i Irak -krigen og blev brugt flittigt i Golfkrigen i 1991. I denne artikel, vi vil se på den teknologi, der gør det muligt for et Patriot -missil at nå sit mål.

Ligesom Stinger missil og Sidevinder missil, Patriot er en guidet missil . Imidlertid, Patriot er noget mere sofistikeret. I både Stinger- og Sidewinder -missiler, den infrarøde søger er følsom over for motorvarme. Et menneske er ansvarligt for at finde og identificere målet, målrettet mod missilet korrekt, så dets varmesøgende øje kan låse sig fast på målet, og derefter affyre missilet.

Et Patriot -missil, i stedet, afhænger af radar. Patriot -missilsystemet bruger sit jordbaseret radar at finde, identificere og spore målene. Et indkommende missil kan være 80 miles væk, når patriotens radar låser sig fast på det. På den afstand, det indkommende missil ville ikke engang være synligt for et menneske, meget mindre identificerbar. Det er endda muligt for Patriot -missilsystemet at fungere i en helt automatisk tilstand uden menneskelig indgriben overhovedet. Et indkommende missil, der flyver på Mach 5, kører cirka en kilometer hvert sekund. Der er bare ikke meget tid til at reagere og reagere, når missilet er opdaget, gør automatisk registrering og lancering til en vigtig funktion.

Mens Stinger er et skulderlanceret våben, og Sidewinder starter fra fly, Patriot -missiler affyres fra Patriot missilbatterier baseret på jorden. Et typisk batteri har fem komponenter:

• Selve missilerne (MIM-104)
• Missilaffyringsrampen, der holder, transporter, sigter og affyrer missilerne (M-901). Denne del er nødvendig, fordi hvert missil vejer næsten 1 ton.
• En radarantenne (MPQ-53 eller MPQ-65) til at registrere indkommende missiler.
• En udstyrsvogn kendt som Engagement Control Station (ECS) huser computere og konsoller til at styre batteriet. (MSQ-104)
• En kraftværksvogn udstyret med to 150-kilowatt generatorer, der leverer strøm til radarantennen og ECS.

Da et Patriot -missilbatteri kan have op til 16 affyringsramper, og der er også ekstra missiler til at forsyne løfteraketterne, når missiler affyres, du kan se, at implementering af et Patriot -missilbatteri ikke er en lille indsats. Hver affyringsrampe er nogenlunde på størrelse med en traktor-trailer rig, ligesom ECS og strømforsyningsvognen. Der er også driftspersonale, teknikere, supportpersonale, brændstof til generatorerne, sikkerhedsstyrker for at beskytte batteriet, osv. Denne artikel beskriver en "konvoj på omkring 300 køretøjer, som omfattede infanterikræfter, kampvogne og marinesoldater "for at flytte et Patriot -missilbatteri til frontlinjerne og gøre det operationelt. Anbringelsen af ​​Patriot -missiler er ikke en let beslutning.

I de følgende afsnit ser vi på hver af de forskellige komponenter og derefter, hvordan systemet fungerer som en helhed.

1. Patriot -missilet
2. Launcheren og andre systemer
3. Samler det hele

Patriot -missilet

Et Patriot-missil er en enkelt-trins solid raket, der i øjeblikket findes i to former. Der er det ældre PAC-2-missil, som er større og ikke så effektiv som det nyere PAC-3-missil, der blev indsat i 2002.

PAC-2-missilet:

• er 17 fod lang (5,2 meter)
• er 41 centimeter i diameter
• har finner, der strækker sig yderligere 41 tommer
• vejer næsten 2, 000 pund (900 kilo)
• bærer en 200 pund (90 kilo) fragmenteringsbombe med en nærhedssikring
• flyver på Mach 5 og er supersonisk inden for et sekund efter lanceringen

Fire PAC-2 missiler passer på en affyringsrampe.

Ideen er, at PAC-2 skal flyve lige mod det indkommende missil og derefter eksplodere ved det nærmeste sted. Eksplosionen vil enten ødelægge det indkommende missil med fragmenterne fra fragmenteringsbomben, eller slå det indkommende missil ud af kurs, så det savner målet.

PAC-3-missilet er den samme længde som PAC-2, men vejer kun en tredjedel så meget med 686 pund (312 kilo). Det er kun 25 cm i diameter. Den mindre størrelse betyder, at 16 PAC-3 missiler kan passe på en affyringsrampe. Fragmenteringen sprænghoved vejer kun 73 kilo i PAC-3.

Ideen bag en PAC-3 er, at missilet rent faktisk rammer det indkommende mål og eksploderer, så det indkommende missil bliver fuldstændig ødelagt. Denne funktion gør den mere effektiv mod kemiske og biologiske sprænghoveder, fordi de ødelægges langt væk fra målet.

Den største forskel mellem PAC-2 og PAC-3, og den ting, der gør det muligt for PAC-3 faktisk at ramme sit mål, er det faktum, at PAC-3 har sin egen indbyggede radarsender og vejledningscomputer . De operationelle forskelle mellem PAC-2 og PAC-3 diskuteres senere i artiklen.

PAC-3 missiler koster i øjeblikket $ 2 til $ 3 millioner hver. (Se dette websted og dette websted for detaljer.)

I det næste afsnit, vi tager et kig på launcheren, radar- og ECS ​​-systemer.

Launcheren og andre systemer

Et Patriot -missilbatteri kan have op til 16 affyringsramper. Alle bæreraketter i batteriet kommunikerer med den enkelte ECS varevogn via enten fiberoptiske kabler eller radioforbindelser. ECS varevogn sender kommandoer til løfteraketterne for at affyre missilerne.

Hver løfteraket er på størrelse med en traktor-trailer rig. En affyringsrampe kan indeholde fire PAC-2 missiler eller 16 PAC-3 missiler. Efter at have affyret sine missiler, en genforsyningsvogn med en kran trækker op ved siden af ​​affyringsrampen for at laste den med nye missiler.

Hver affyringsrampe har sin egen strømforsyning til at drive elektronikken og pege på missilerne, selvom et Patriot -missil ikke behøver at være rettet direkte mod målet, når det opsendes.

Hvert Patriot-missilbatteri har en radarantenne med høj effekt, der spiller en række roller. Antennen kan:

• scan himlen for indkommende mål
• opdage et potentielt mål
• bestemme banen, hastighed og kurs for det indkommende mål
• give oplysninger til at identificere målet. Ideelt set, radaren giver tilstrækkelig information til at afgøre, om målet er en ven eller en fjende.
• spore Patriot -missiler, når de er affyret for at hjælpe med at rette dem mod målet
• belyse målet, hvilket er vigtigt for Track-via-Missile-styresystemet, der bruges af PAC-2-missiler

Det traditionelle billede af en radarantenne er den roterende, parabolisk antenne set oven på lufthavnens kontroltårne ​​og hangarskibe. Patriot -systemet bruger i stedet en faset array antenne. Denne antenne indeholder 5, 000 faseskiftende elementer, der tillader antennen at sende flere, smal, præcist målrettede radarstråler, der scanner himlen. Med disse bjælker, patriotens radar kan spore op til 100 potentielle mål samt op til ni udgående Patriot -missiler. Radarantennen har en rækkevidde på 100 kilometer.

ECS varevognen er kommandocentralen for Patriot -missilbatteriet. ECS indeholder stationer til tre operatører, samt de computere, der styrer batteriet. Radarantennen og alle bæreraketterne i batteriet tilsluttes ECS, og Patriot -missiler under flyvning kommunikerer også med ECS.

Inde i varevognen er der to radarkonsoller. Operatører kan se status for alle de mål, som systemet i øjeblikket sporer. Operatører kan lade systemet køre i fuldautomatisk tilstand, eller de kan gribe ind for at vælge eller fravælge mål. Der er også en kommunikationsstation, der gør det muligt for batteriet at kommunikere med andre batterier eller med kommandocentralen for regionen.

Samler det hele

Et Patriot-missilbatteri fungerer lidt forskelligt, afhængigt af om det affyrer PAC-2 eller PAC-3 missiler. Vi vil først se på driften af ​​PAC-2-missilet.

Radarantennen scanner himlen og leder efter indkommende mål. Når den finder et mål, det scanner det mere intensivt og kommunikerer med ECS. Målet med scanningen er at bestemme målets hastighed og kurs og også at identificere det som en ven eller en fjende. Når operatøren eller computeren beslutter, at den har en indkommende fjende, ECS beregner en indledende overskrift på Patriot -missilet. Det vælger Patriot -missilet, det vil lancere, downloader de første vejledningsoplysninger til det missil og lancerer det.

Inden for tre sekunder kører missilet ved Mach 5 og er på vej i målets generelle retning. Radarantennen på jorden har tre roller på dette tidspunkt:

• Det fortsætter med at spore det indkommende missil.
• Det erhverver og sporer det udgående Patriot -missil for at give ECS oplysninger om dets kurs og hastighed.
• Det belyser det indkommende mål.

Belysningssignalet reflekterer fra målet og modtages af en antenne i næsen på PAC-2-missilet, der er på vej mod det. PAC-2-missilet videresender derefter dette signal tilbage til ECS. ECS bruger information om belysningssignal sammen med radarens oplysninger om sporet efter det indkommende mål og udgående Patriot til at styre Patriot -missilet. ECS sender vejledningskommandoer til Patriot -missilet for at justere dets kurs. Når Patriot -missilet er på det punkt, der er nærmest målet, dens fragmenteringsbombe eksploderer.

I modsætning til PAC-2, PAC-3-missilet indeholder sin egen radarsender og computer, tillader det at guide sig selv. Når den blev lanceret, den tænder sin radar, finder målet og sigter mod et direkte hit. Dette er blevet sammenlignet med at ramme en kugle med en kugle. Forskellen er, at både det indkommende målmissil og det udgående Patriot -missil rejser op til fem gange hurtigere end en typisk kugle og lukker sig ind ad hinanden med op til Mach 10, eller to miles i sekundet. Ved den hastighed er der ikke plads til fejl - hvis missilet fejlberegner med endda 1/100 sekund, den slukker med mere end 30,5 meter.

For mere information om Patriot -missilsystemet og relaterede emner, tjek linkene på den næste side.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer Radar
• Sådan fungerer Stinger -missiler
• Sådan fungerer Sidewinder -missiler
• Sådan fungerer det globale positioneringssystem
• Sådan fungerer atombomber
• Sådan fungerer fly
• Sådan fungerer gasturbinemotorer
• Sådan fungerer landminer

Flere store links

• Patriot produktlinje
• Patriot TMD
• GlobalSecurity.org - Patriot TMD
• Patriot Missile Air Defense System
• Patriot Air Defense System
• Raytheon MIM-104 Patriot
• Fakta -fil:Patriot missilforsvar
• Hurtigere, Mere præcise Patriot -missiler klar til brug, hvis det er nødvendigt
• Patriot tager lang tid, Langsom tur Selvom irakisk ørken
• Patriot -missilet. Ydeevne i Golfkrigen gennemgået
• Patriot -missilfejl
• Softwareproblem førte til systemfejl
• 3D -billede
• Små møller evalueret