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Misil guiado por láser

Antecedentes

Los misiles se diferencian de los cohetes en virtud de un sistema de guía que los dirige hacia un objetivo preseleccionado. Los cohetes no guiados o de vuelo libre demostraron ser armas útiles, pero frecuentemente inexactas cuando se dispararon desde aviones durante la Segunda Guerra Mundial. Esta inexactitud, que a menudo resulta en la necesidad de disparar muchos cohetes para alcanzar un solo objetivo, llevó a la búsqueda de un medio para guiar el cohete hacia su objetivo. La explosión simultánea de la tecnología de ondas de radio (como el radar y los dispositivos de detección de radio) proporcionó la primera solución a este problema. Varias naciones en guerra, incluidos Estados Unidos, Alemania y Gran Bretaña, combinaron la tecnología de cohetes existente con nuevos sistemas de guía basados ​​en radio o radar para crear los primeros misiles guiados del mundo. Aunque estos misiles no se desplegaron en cantidades lo suficientemente grandes como para desviar radicalmente el curso de la Segunda Guerra Mundial, los éxitos que se registraron con ellos señalaron técnicas que cambiarían el curso de guerras futuras. Así amaneció la era de la guerra de alta tecnología, una era que rápidamente demostraría sus problemas y sus promesas.

Los problemas se centraban en la falta de fiabilidad de las nuevas tecnologías de ondas de radio. Los misiles no pudieron enfocarse en objetivos más pequeños que fábricas, puentes o buques de guerra. Los circuitos a menudo demostraron ser volubles y no funcionarían en absoluto en condiciones climáticas adversas. Otro defecto surgió cuando las tecnologías de interferencia florecieron en respuesta al éxito del radar. Las estaciones de interferencia enemigas encontraron cada vez más fácil interceptar las transmisiones de radio o radar desde el lanzamiento de aviones, lo que permitió que estas estaciones enviaran señales contradictorias en la misma frecuencia, interceptando o "confundiendo" el misil. Las aplicaciones de campo de batalla para misiles guiados, especialmente aquellas que preveían ataques contra objetivos más pequeños, requerían un método de guía más confiable que fuera menos vulnerable a interferencias. Afortunadamente, este método estuvo disponible como resultado de un esfuerzo de investigación independiente sobre los efectos de la amplificación de la luz.

El Dr. Theodore Maiman construyó el primer láser (Amplificación de luz por emisión estimulada de radiación) en Hughes Research Laboratories en 1960. Los militares se dieron cuenta de las posibles aplicaciones de los láseres casi tan pronto como sus primeros rayos cortaron el aire. Los proyectiles guiados por láser se sometieron a su bautismo de fuego en la serie extendida de ataques aéreos que destacaron el esfuerzo estadounidense en la guerra de Vietnam. La precisión de estas armas les valió el conocido sobrenombre de "armas inteligentes". Pero incluso esta nueva generación de armamento avanzado no pudo traer la victoria a las fuerzas estadounidenses en esta guerra amarga y costosa. Sin embargo, la combinación de la experiencia adquirida en Vietnam, los refinamientos en la tecnología láser y avances similares en la electrónica y las computadoras, llevaron a misiles guiados por láser más sofisticados y letales. Finalmente recibieron un uso generalizado en la Operación Tormenta del Desierto, donde su precisión y confiabilidad jugaron un papel crucial en la derrota decisiva de las fuerzas militares de Irak. Por lo tanto, el misil guiado por láser se ha establecido como un componente clave en la tecnología militar de alta tecnología actual.

Materias primas

Un misil guiado por láser consta de cuatro componentes importantes, cada uno de los cuales contiene diferentes materias primas. Estos cuatro componentes El cuerpo del misil está fundido a presión en mitades:el metal fundido (ya sea de aluminio o acero) se vierte en un metal morir y enfriar para formar la forma adecuada. A continuación, se sueldan las dos mitades.
Los principales componentes del láser, el sensor de detección de foto y los filtros ópticos, se ensamblan en una serie de operaciones que están separadas del resto de la construcción del misil. Los circuitos que soportan el sistema láser se sueldan luego en placas preimpresas. Las placas de circuito para el conjunto de componentes electrónicos también se ensamblan de forma independiente del resto del misil. Si así lo exige el diseño, en este momento se agregan microchips a las placas. son el cuerpo del misil el sistema de guía (también llamado paquete de láser y electrónica) el propulsor y la ojiva . El cuerpo del misil está hecho de aleaciones de acero o aleaciones de aluminio de alta resistencia que a menudo se recubren con cromo a lo largo de la cavidad del cuerpo para proteger contra las presiones y el calor excesivos que acompañan al lanzamiento de un misil. El sistema de guía contiene varios tipos de materiales, algunos básicos, otros de alta tecnología, que están diseñados para brindar la máxima capacidad de guía. Estos materiales incluyen un sensor de detección de fotos y filtros ópticos, con los que el misil puede interpretar las longitudes de onda del láser enviadas desde un avión principal. La parte más importante del sensor de fotodetección es su domo de detección, que puede estar hecho de vidrio, cuarzo y / o silicio. El conjunto de componentes electrónicos de un misil puede contener semiconductores de arseniuro de galio, pero algunos conjuntos todavía dependen exclusivamente del cableado de cobre o plata. Los misiles guiados utilizan propulsores sólidos a base de nitrógeno como fuente de combustible. Se pueden incluir ciertos aditivos (como grafito o nitroglicerina) para alterar el desempeño del propulsor. La ojiva del misil puede contener mezclas a base de nitrógeno altamente explosivas, explosivos de aire y combustible (FAE) o compuestos de fósforo. La ojiva suele estar revestida de acero, pero a veces se utilizan aleaciones de aluminio como sustituto.

Diseño

En el campo de batalla moderno existen dos tipos básicos de misiles guiados por láser. El primer tipo "lee" la luz láser emitida por el avión / helicóptero de lanzamiento. La suite electrónica del misil emite comandos a las aletas (llamadas superficies de control) en su cuerpo en un esfuerzo por mantener el rumbo con el rayo láser. Este tipo de misil se llama jinete de rayos ya que tiende a conducir el rayo láser hacia su objetivo.

El segundo tipo de misil utiliza sensores a bordo para captar la luz láser reflejada por el objetivo. El piloto de la aeronave / helicóptero selecciona un objetivo, golpea el objetivo con un rayo láser disparado desde un designador de objetivo y luego lanza el misil. El sensor del misil mide el error entre su trayectoria de vuelo y la trayectoria de la luz reflejada. Luego, los mensajes de corrección se transmiten a las superficies de control del misil a través del conjunto de componentes electrónicos, dirigiendo el misil hacia su objetivo.

Independientemente del tipo, el diseñador de misiles debe ejecutar simulaciones por computadora como primer paso del proceso de diseño. Estas simulaciones ayudan al diseñador a elegir el tipo de láser adecuado, la longitud del cuerpo, las configuraciones de las boquillas, el tamaño de la cavidad, el tipo de ojiva, la masa del propulsor y las superficies de control. Luego, el diseñador elabora un paquete que contiene todos los cálculos de ingeniería relevantes, incluidos los generados por simulaciones por computadora. Luego, el conjunto de componentes electrónicos se diseña en torno a las capacidades del láser y las superficies de control. Ahora se pueden completar los dibujos y esquemas de todos los componentes; La tecnología CAD / CAM (Diseño / Fabricación Asistida por Computadora) ha demostrado ser útil para esta tarea. Luego, los sistemas electrónicos se diseñan en torno a las capacidades del láser de la aeronave y las superficies de control del misil. El siguiente paso consiste en generar los dibujos esquemáticos necesarios para el sistema electrónico elegido. Otro estudio asistido por computadora del sistema total de misiles guiados constituye el paso final del proceso de diseño.

El
proceso de fabricación

Construyendo el cuerpo y colocando las aletas

Lanzamiento del propulsor

Montaje del sistema de guía

Montaje final

Control de calidad

Cada componente importante se somete a rigurosas pruebas de control de calidad antes del montaje. Primero, el propulsor debe pasar una prueba en la que los examinadores encienden una muestra del propulsor en condiciones que simulan el vuelo de un misil. La siguiente prueba es un ejercicio de túnel de viento que involucra un modelo del cuerpo del misil. Esta prueba evalúa el flujo de aire alrededor del misil durante su vuelo. Además, algunos misiles reservados para fines de prueba se disparan para probar las características de vuelo. El trabajo adicional implica someter el conjunto de componentes electrónicos a una serie de pruebas para determinar la velocidad y precisión con la que los comandos pasan a las superficies de control del misil. Luego, se prueba la confiabilidad de los componentes del láser y se dispara un rayo de prueba para permitir que los examinadores registren la capacidad del sensor fotodetector para "leer" la longitud de onda adecuada. Finalmente, se prueba un número determinado de misiles guiados completados desde aviones o helicópteros en rangos tachonados de objetivos de práctica.

Subproductos / Residuos

Los propulsores y explosivos utilizados en las ojivas son tóxicos si se introducen en los suministros de agua. Las cantidades residuales de estos materiales deben recogerse y llevarse a un sitio de eliminación designado para su quema. Cada estado mantiene su propia política relacionada con la eliminación de explosivos, y las regulaciones federales requieren que los sitios de eliminación se inspeccionen periódicamente. Los efluentes (subproductos líquidos) del proceso de recubrimiento de cromo también pueden ser peligrosos. Este problema se resuelve mejor almacenando los efluentes en contenedores a prueba de fugas. Como precaución de seguridad adicional, todo el personal involucrado en el manejo de desechos peligrosos debe recibir ropa protectora que incluya dispositivos de respiración, guantes, botas y overoles.

El futuro

Los futuros sistemas de misiles guiados por láser llevarán a bordo su propio láser miniaturizado, eliminando la necesidad de láseres designadores de objetivos en los aviones. Estos misiles, actualmente en desarrollo en varios países, se denominan "disparar y olvidar" porque un piloto puede disparar uno de estos misiles y olvidarse de él, confiando en el láser interno del misil y el sensor de detección para guiarlo hacia su objetivo. Un mayor desarrollo de esta tendencia dará como resultado misiles que pueden seleccionar y atacar objetivos por sí mismos. Una vez que su potencial se haya realizado, los campos de batalla del mundo sentirán el veneno mortal de estos "brillantes misiles" durante los próximos años. Un concepto aún más avanzado prevé un rifle de batalla para infantería que también dispara pequeños misiles guiados por láser. La Operación Tormenta del Desierto mostró claramente la necesidad de precisión guiada por láser y, como resultado, los establecimientos militares dedicados a sus misiones indudablemente inventarán y desplegarán versiones cada vez más letales de misiles guiados por láser.


Proceso de manufactura

  1. Guía para el marcado láser de aluminio
  2. Guía de marcado láser
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  5. 5 Ventajas del corte por láser en la fabricación
  6. De chorro de agua a láser de fibra
  7. Introducción al corte por láser
  8. Láser Amstrong® 420MC
  9. Láser Amstrong® 500MC
  10. Ventajas del corte por láser
  11. Corte por láser, corte por plasma