משרד המלחמה
DOW-UAP-D148, AAWSAP DIRD, גילוי ומעקב ברזולוציה גבוהה אחר כלי טיס במהירויות היפרסוניות, נובמבר 2010
DOW-UAP-D148_AAWSAP-DIRD-Detection-and-High-Resolution-Tracking-of-Vehicles-at-Hypersonic-Velocities-November-20-2010.pdf
תצוגות מהעמודים הראשונים של המסמך · בקובץ אין תמונה / רישום / קטע עיתונות.
// אין תצוגות מקדימות
הקובץ אינו מכיל תוכן ויזואלי שזוהה (תמונה / קליפינג / רישום). תוכן המסמך זמין דרך ה-OCR למטה ובהורדת המקור.
// הערת המראה
// מה תמצאו כאן?
// תקציר רשמי
מסמך זה הוא מסמך עזר מודיעיני ביטחוני (DIRD), פורמט עזר טכני שבו השתמשה סוכנות המודיעין הביטחוני (DIA) כדי לתעד ידע בסיסי בנושא מסוים לשימוש אנליטי עתידי. מוטב להבין מסמכי DIRD כתוצרי עזר וסינתזה ולא כמחקר מקורי. זהו אחד מ-38 מסמכי DIRD שהופקו במסגרת תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות (AAWSAP) בין 2009 ל-2011. מאחר שהיקפה של AAWSAP התיר מגוון רחב של נושאים תומכים, לא כל מסמך DIRD בסדרה עוסק ישירות במערכות תעופה וחלל או בהערכת איומים עתידיים. הסיכום שלהלן משקף את היקף ה-DIRD ואת מסגורו בעת כתיבתו, ואין לקרוא אותו כמרמז על תיקוף עכשווי של המושגים הנדונים. DIRD זה סוקר כיצד ניתן לגלות כלי טיס היפרסוניים ולעקוב אחריהם באמצעות ניצול האפקטים הפיזיקליים שהם יוצרים בטיסה, בייחוד גלי הלם, גז מיונן, משטחים חמים ושובלים אטמוספריים סוערים. הדו"ח סוקר מגוון רחב של שיטות גילוי, ובהן מכ"ם, חישה באינפרא-אדום, הדמיה אופטית, LIDAR, החזרת גלי רדיו פסיבית, אינפרא-קול וטכניקות סייסמיות, וטוען שהמערכות היעילות ביותר ישלבו ככל הנראה כמה סוגי חיישנים, משום שכל אחד מהם קולט מאפיינים שונים של מעבר כלי טיס מהיר באטמוספרה. הוא מציג את המכ"ם ואת החישה באינפרא-אדום ככלים הקיימים החזקים ביותר לגילוי מבצעי, ומקדיש תשומת לב מיוחדת לשיטות מבוססות שובל כגון LIDAR וטכניקות רדיו פסיביות לשיפור המעקב, הזיהוי וההבחנה של כלי טיס היפרסוניים עתידיים. המאמר מגדיר את כלי הטיס ההיפרסוניים כבעיית מעקב מתפתחת, שבה ההתקדמות העתידית תהיה תלויה בשילוב רב-חיישני טוב יותר, באפיון משופר של השובל ובטכניקות חדשניות לניצול חתימות. בוצעו השמטות כדי להגן על זהות עדי ראייה, מיקומי מתקנים ממשלתיים, או מידע פוטנציאלית רגיש על אתרים צבאיים שאינם קשורים ל-UAP. לא בוצעו השמטות בקבצים שפורסמו תחת הנחיית הנשיא טראמפ בנוגע למידע על טבעם או קיומם של מפגשים שדווחו כ-UAP או תופעות נלוות.
הצגת המקור באנגלית
// סיכום מורחב
"Detection and High Resolution Tracking of Vehicles at Hypersonic Velocities" (גילוי ומעקב ברזולוציה גבוהה אחר כלי טיס במהירויות היפרסוניות) הוא מסמך עזר מודיעיני ביטחוני (DIRD) מ-20 בנובמבר 2010, שהוכן בחטיבת ההתרעה הטכנולוגית (DWO-4) של משרד ההתרעה הביטחונית במנהלת הניתוח של סוכנות המודיעין הביטחוני (DIA), במסגרת תוכנית AAWSAP. הדו"ח מסביר את הפיזיקה של זרימת אוויר סביב גוף מהיר, סוקר עשר שיטות גילוי, מכ"ם, מצלמות שמיים, אינפרה-אדום, LIDAR, חיישני אינפרא-קול וחיישנים סייסמיים ועוד, ומסיים בארבע המלצות למחקר בשלושים השנים הבאות. זהו סקר טכני כללי: אין בו כל אזכור של עב"מים, של תצפיות או של תופעות לא מזוהות.
רקע
AAWSAP (תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות) הייתה תוכנית של DIA שהפיקה בשנים 2009-2011 סדרה של 38 מסמכי DIRD, סקירות עזר בנושאים טכנולוגיים שנועדו לשמש בסיס לניתוח עתידי ולא מחקר מקורי. בדף ההערה המנהלית של המסמך עצמו התוכנית נקראת AAWSA (Advanced Aerospace Weapons System Applications), והדו"ח מוצג כאחד מסדרת דוחות טכנולוגיה מתקדמת שהופקו בשנת הכספים 2010. על השער מופיע גם תאריך ICOD (מועד סגירת המידע) של 30 באוגוסט 2010, כלומר המידע בדו"ח נכון עד אז. שם המחבר הוחלף בכינוי "AAP Person 83", ושאלות הופנו למנהל התוכנית, "AAP Person 1", בבניין 6000 בוושינגטון. בראש המסמך יש אזהרת זכויות יוצרים שאוסרת הפצה נוספת של התצלומים, והעמודים מסומנים "בלתי מסווג, לשימוש רשמי בלבד".
הדו"ח מגדיר "היפרסוני" כמהירות שמעל מאך 5, כלומר פי חמישה ממהירות הקול המקומית, כ-1.7 קילומטר בשנייה. בין מאך 5 למאך 10 מדובר ב"היפרסוני נמוך", ומעל מאך 10 ועד מאך 30 ויותר ב"היפרסוני גבוה".
מה כתוב במסמך
מבוא: ארבעה סוגים של גופים היפרסוניים
המבוא מונה ארבע משפחות של גופים שנעים במהירויות כאלה. הראשונה והנפוצה ביותר היא מטאורים, שמהירותם יכולה להגיע ל-48 קילומטר בשנייה ומספר המאך שלהם בשכבות העליונות של האטמוספרה עולה על 150; גל ההלם שלפניהם מחמם את האוויר עד שהוא מתיינן ופולט אור גלוי וגלי רדיו. השנייה היא כלי רכב שחוזרים ממסלול נמוך, במהירות של כ-8 קילומטר בשנייה (מעל מאך 26.5). השלישית היא ראשי קרב של טילים בליסטיים בין-יבשתיים, שנכנסים לאטמוספרה במהירות של יותר מ-7 קילומטר בשנייה ומשאירים שובל מיונן שמסגיר את מיקומם ומהירותם. הרביעית היא מטוסים וטילים מאוישים ובלתי מאוישים: ה-X-15, שלפי המבוא עבר 7,274 קמ"ש בשנת 1964; ה-SR-71 שעבר מאך 3.2 בגובה 80,000 רגל; וכלים אמיתיים ומשוערים כמו "Aurora SR-91 לכאורה", ה-X-51 של בואינג, ה-HTV-2 מפרויקט Falcon של DARPA, ה-HyperSoar, ה-Ayaks הרוסי וה-Skylon. גם טיל הפטריוט מוזכר, במהירות מאך 5.
פרקים 1-2: תורת הזרימה
הפרק הראשון מסביר בשפה של ספר לימוד מושגים בסיסיים: מהירות הקול (343 מטר בשנייה באוויר בטמפרטורת החדר, ונמוכה יותר בגובה רב, ולכן קל יותר לשבור בו את מחסום הקול), מספר ריינולדס, שכבת הגבול ושובל המערבולות שנוצר מאחורי הגוף (מערבולות סטרוהל). לפי הדו"ח, מדידת התדירות שבה המערבולות ניתקות מהגוף מאפשרת להעריך את מהירותו ברמת דיוק בינונית, ושובלי הקיטור של מטוסי סילון הם דוגמה גלויה לשובל כזה. הפרק מסביר גם את התנגדות הצורה וחיכוך המעטפת, ואת היווצרות גל ההלם: מעל מהירות הקול מולקולות האוויר אינן מספיקות "לפנות את הדרך" ומצטברות לחזית לחץ. בדוגמה מספרית, גוף שנע במאך 3 בגובה פני הים גורם לירידת מספר המאך מאחורי ההלם ל-0.475, לעליית הטמפרטורה מ-20 ל-512 מעלות צלזיוס, ולעליית לחץ פי 10.333.
הפרק השני מתאר את המעבר לזרימה היפרסונית: מעל מאך 5 יחס מספרי המאך משני צדי ההלם מתייצב סביב 0.378, ומקדם הגרר נעשה כמעט קבוע. כאן משוואות הגז האידיאלי נכשלות. לפיהן, גוף קהה במאך 26.5 אמור לחמם את האוויר ל-29,787 מעלות, אבל בפועל הטמפרטורה מגיעה רק ל-7,600 מעלות, כי חלק מהאנרגיה מושקע ביינון ובפירוק מולקולות. היינון הוא שגורם לשובל הזוהר של מטאורים וכלי רכב חוזרים, והוא גם משבש שידורי רדיו. הדו"ח מביא "כלל אצבע": טמפרטורת שכבת ההלם במעלות קלווין שווה בערך לפי 1,000 ממהירות הגוף בקילומטרים לשנייה, כך שכלי רכב חוזר במהירות 8 קילומטר בשנייה יגיע לכ-8,000 קלווין.
פרק 3: שיטות גילוי
הפרק המרכזי מחלק את השיטות לשלוש קבוצות: אלקטרומגנטיות, אופטיות, ואקוסטיות-סייסמיות. הוא פותח בכרונוגרף, שתי קרני לייזר במרחק ידוע זו מזו שמודדות את הזמן שעובר הגוף ביניהן, ומציין שהוא מדויק מאוד אבל שימושי רק בטווחי ניסוי מכשורים, שם מסלול הגוף ידוע מראש.
מכ"ם: סקירה היסטורית (פטנט של כריסטיאן הולסמאייר מ-1904, רשת Chain Home הבריטית משלהי שנות ה-30), הסבר על פסי התדר ועל משוואת המכ"ם. הדו"ח מדגיש את המגבלה: אם המשדר והמקלט באותה יחידה, ההחזר נחלש ביחס לחזקה הרביעית של המרחק, כך שהכפלת המרחק מקטינה את האות ב-94 אחוז, וגופים בעלי חתך מכ"ם קטן, כמו מטוסי חמקן, קשים לגילוי. מכ"ם דופלר מוסיף מדידה ישירה של מהירות. בין הדוגמאות: מכ"ם של מעבדת המחקר של הצי ליד מפרץ צ'ספיק שזיהה ב-9 בספטמבר 1961 שיגור Mercury/Atlas מעבר לאופק; מערכות Cobra Dane ו-Cobra Judy; מכ"ם באטול קוואג'לין שעוקב אחר כלי רכב חוזרים עד 2,500 קילומטר; ומערכת TRADEX מ-1963, בטווח של עד 1,400 קילומטר.
גילוי בהחזרת רדיו: שיטה פסיבית שבה מקלט שנמצא מעבר לאופק של משדר רדיו או טלוויזיה שומע רק רעש, עד שהשובל המיונן של מטאור מחזיר את האות ונשמעים "צפצופים ושריקות" שמשנים גובה צליל. הדו"ח מציין שהשיטה משמשת כיום רק חובבים, מביא כדוגמה הקלטות ממטר המטאורים Aurigid, וממליץ לפתח רשת מקלטים כזו לאיכון ולמעקב, שכן השריקות עשויות לשאת את תדירות המערבולות ומכאן את המהירות.
שיטות אופטיות: רשתות מצלמות שמיים כמו El Paso All Sky Camera, רשת הכדורים הבוערים האירופית (תחנות במרחק של כ-100 קילומטר זו מזו, על שטח של כמיליון קמ"ר), MORP הקנדית ו-Prairie Network האמריקאית. המקרה המפורט ביותר הוא האסטרואיד 2008 TC3, שנכנס לאטמוספרה מעל סודאן ב-7 באוקטובר 2008, ומתוכו נאספו 280 שברים במשקל כולל של 11 ליברות. לפי הדו"ח, אותן רשתות יכולות לעקוב גם אחר מטוסים היפרסוניים שמשאירים שובל זוהר, אבל רק בלילה. הדו"ח מונה גם לוויינים אופטיים (KH-11, Big-Bird, Close-Look, Landsat) עם טווחי הרזולוציה שלהם.
אינפרה-אדום: לצד המכ"ם, השיטה הטובה ביותר לפי הדו"ח. לאחר הסבר של חוקי סטפן-בולצמן, פלאנק ווין, הדו"ח מחשב כדור שנע בגובה 10 קילומטר: במאך 3 האוויר מאחורי ההלם יגיע ל-597 קלווין ושיא הקרינה יהיה ב-4.85 מיקרון, ובמאך 3.5 השיא יזוז ל-3.92 מיקרון. ההבדל, לפי הדו"ח, גדול מספיק כדי להבחין בו במצלמת FLIR. מערכות לוויין שסורקות 2.5 עד 5 מיקרון יכולות לגלות כלי טיס כבר ממאך 3. להבחנה בין טיל לבין "רעש רקע" נדרש גילוי בו-זמני בשני פסים, 2.6-3.2 מיקרון (אדי מים בפליטה) ו-4.1-4.8 מיקרון. אחר כך באה היסטוריה של הגילוי האינפרה-אדום מלוויינים: דו"ח RAND מ-1955, מערכת WS-117L ו-MIDAS, שלפי הדו"ח התריעה על שיגורים סובייטיים 15 דקות לפני מערכת DEW, MIDAS 9 שזיהה ב-1963 תשעה שיגורים, ותוכנית DSP, שלווייניה נושאים 6,000 גלאים והלוויין ה-23 והאחרון שלה שוגר בנובמבר 2007. DSP זיהתה ב-1972 מטאור גדול בגובה 94 קילומטר מעל כמה מדינות במערב ארה"ב, במהירות 18 קילומטר בשנייה, וב-1991 את שיגורם של 88 טילי סקאד עיראקיים.
LIDAR: מקבילה אופטית למכ"ם שמבוססת על פולסי לייזר. לפי הדו"ח, היא יכולה לסרוק את השמיים, אבל חשוב מזה, למדוד מהירויות, טמפרטורה והרכב כימי בתוך השובל הסוער הארוך שמשאיר כלי היפרסוני. הדוגמה ההיסטורית היא ניטור חלקיקי שחיקה של ראשי Athena-H בטווח הטילים White Sands בניו מקסיקו ב-1973, בגבהים של 9.3 ו-14.3 קילומטר.
אינפרא-קול וגלים סייסמיים: שני מיקרופונים במרחק ידוע יכולים לשמש כרונוגרף לחרוט מאך, וזווית החרוט מאפשרת לחשב את גובה הטיסה. הדו"ח מזכיר את רשת תחנות האינפרא-קול שחיל האוויר הקים בשנות ה-60 לגילוי פיצוצים גרעיניים, ארבע תחנות שהמעבדה הלאומית לוס אלמוס עדיין מפעילה, ואת זיהוי כדור בוער בקוטר מוערך של 3.6 מטר שהתפוצץ ב-2001 ליד באחה קליפורניה באנרגיה של 6,000 טון TNT. לגבי רשת המעקב הבינלאומית של אמנת איסור הניסויים (321 תחנות), הדו"ח מציין שבנובמבר 1999 היא לא הצליחה להבחין בין מטאור לפיצוץ גרעיני בבום על-קולי מעל צפון גרמניה. בתחום הסייסמי, רשת TERRAscope בדרום קליפורניה זיהתה ב-9 בדצמבר 1993 SR-71 במאך 3.2 מעל בסיס אדוארדס, וב-30 בינואר 1992 את חזרת מעבורת החלל דיסקברי (STS-42). רשת של 66 תחנות בוושינגטון ובאורגון עקבה אחר נחיתה אחרת של דיסקברי לאורך 500 קילומטר ומצאה מהירות של מאך 14. נתוני TERRAscope גם פתרו את תעלומת הבומים העל-קוליים בדרום קליפורניה ב-1991-1992: מקורם בשני מטוסי F-4 פנטום שטסו מעל אדוארדס במהירות קרובה למאך 1.
פרק 4: חזון לשלושים השנים הבאות
הפרק מונה חמש קטגוריות שגילוין יהיה חיוני: פסולת חלל (שחוזרת במהירות של יותר מ-17,000 מייל לשעה), כלי רכב חוזרים (השיא, לפי הדו"ח, של קפסולת אפולו 10 ב-1969, 24,790 מייל לשעה), מטאורים, טילים (כולל רשת המעקב החללית של ארה"ב וטלסקופי GEODSS, שמסוגלים לזהות כדורסל במרחק 20,000 מייל) ומטוסים היפרסוניים. בקטגוריה האחרונה מופיעה רשימה ארוכה: ה-X-43A של נאס"א (מאך 9.8 ב-2004), MIG-25 וה-F-15, ה-SR-71 וה-Blackswift הבלתי מאויש, מטוס הנוסעים A2 של Reaction Engines, ה-AYAKS הרוסי-סיני שמשתמש במנוע מגנטו-הידרודינמי (MHD) ובלייזרים ומחוללי RF ש"משבשים" את גל ההלם, וה-X-51.
על סמך הסקירה הדו"ח מציע ארבע המלצות:
- המלצה 1: לבנות מאגר נתונים של מאפייני השובל של כלי טיס קיימים. השובל מגלה מסלול, מהירות, קוטר ואפילו סוג דלק: כלים שמונעים במימן, כמו X-43A, ישאירו שובל בלי מולקולות פחמן. הדו"ח מצטט את מארק גרנט ואהרון אלטמן מאוניברסיטת דייטון, שטענו שגם מטוס חמקן אינו יכול להסתיר את השובל שלו, והציגו חתימות שובל של F-15, F-16, F-18 ו-B-52.
- המלצה 2: לנצל את מה שמאפשר לכלים היפרסוניים לטוס ביעילות. מנוע פיצוץ פולסי, שנוסה ב-2008 מעל מדבר מוהאבי, משאיר שובל עם בליטות מחזוריות, "סופגניות על חבל", ופליטות הלייזר וה-RF של AYAKS עשויות להיות ניתנות לגילוי מהקרקע או מלוויין.
- המלצה 3: לחקור גילוי של כלים שתוכננו להיות בלתי ניתנים לגילוי. הדו"ח מצטט מאמר מ-1999 שלפיו מעטפת גז מיונן עשויה להפוך טיל ל"בלתי נראה" למכ"ם, וטוען שדווקא אותה מעטפת, ומולקולות הפחמן בשובל, יגבירו את הגילוי ב-LIDAR ובאינפרה-אדום.
- המלצה 4: לפתח גלאים חדשים, טלסקופים בתחום העל-סגול וגלאי קרני רנטגן לקרינה שנפלטת כשאלקטרונים מתאחדים מחדש עם יונים, LIDAR משופר לזיהוי תרכובות כמו NO ו-NO2 בשובל, ושיטה לחישת המטען החשמלי החיובי שגוף היפרסוני צובר.
סיכום ונספח
הסיכום משווה את השיטות בטבלה (איור 19) לפי היכולת, העלות והדיוק, ומביא נתונים כמו טווח של 370 קילומטר לאוואקס ומעקב של TRADEX אחר עד שישה עצמים במרחק 1,400 קילומטר בדיוק של 3 מטר. נספח א הוא תוכנית MathCad שמחשבת את תכונות האוויר מאחורי גל ההלם ואת אורך הגל של שיא הקרינה, על סמך האטמוספרה הסטנדרטית של ארה"ב בין 0 ל-100 קילומטר. בסוף יש 32 הערות שוליים, רובן לספרי לימוד, למאמרים מקצועיים ולאתרי אינטרנט שנבדקו ביולי 2010.
פרטים בולטים
- לפי "כלל האצבע" של הדו"ח, טמפרטורת שכבת ההלם בקלווין שווה לפי 1,000 ממהירות הגוף בקילומטרים לשנייה.
- טיסה במאך 3 מעלה את טמפרטורת האוויר שמאחורי גל ההלם מ-20 ל-512 מעלות צלזיוס.
- מכ"ם מאבד 94 אחוז מעוצמת ההחזר בכל הכפלה של המרחק למטרה.
- מתוך האסטרואיד 2008 TC3 נאספו 280 שברים במדבר בסודאן.
- רשת סייסמית בוושינגטון ובאורגון מדדה את מעבורת החלל דיסקברי במאך 14 לפי צורת חרוט המאך על פני הקרקע.
- הבומים המסתוריים בדרום קליפורניה ב-1991-1992 יוחסו לשני מטוסי F-4 פנטום.
- לפי הדו"ח, אפילו מטוס חמקן אינו יכול להסתיר את השובל הסוער שלו.
מה לא נמצא במסמך
אין במסמך השחרות מלבד שמות המחבר ומנהל התוכנית, שהוחלפו בכינויים. הטבלה המשווה (איור 19), רוב האיורים והמשוואות ונספח MathCad כמעט אינם קריאים בסריקה, ולכן מסקנות ההשוואה המדויקות אינן ידועות. משפט המספר את גובה המעבורת במאך 14 נקטע באמצע. בגוף הדו"ח יש כמה סתירות פנימיות ונתונים שנראים כטעויות, והם מובאים כאן כפי שנכתבו: ה-X-15 מתואר פעם כמי שעבר כ-מאך 6.5 ב-1964 ופעם כמי שעבר מאך 6 ב-1967; הכרונוגרף מתואר כמתאים לתותחי גז במהירות "12 קמ"ש" שמשווה למאך 36; ותחום ה-UHF מוגדר כ"300 עד 1,000 GHz". המסמך אינו מזכיר את לאס וגאס, המקום שמופיע בשדה מקום האירוע באתר war.gov, ואינו עוסק בשום אירוע מסוים.
מונחים
- DIRD: מסמך עזר מודיעיני ביטחוני (Defense Intelligence Reference Document), סקירת רקע של DIA.
- ICOD: מועד סגירת המידע במסמך מודיעיני.
- מאך: היחס בין מהירות הגוף למהירות הקול המקומית.
- LIDAR: גילוי וטווח באמצעות אור, מקבילה למכ"ם שמבוססת על לייזר.
- FLIR: מצלמה תרמית צופה קדימה.
- DSP: תוכנית התמיכה הביטחונית, מערך לווייני ההתרעה האינפרה-אדומים של ארה"ב.
- MHD: מגנטו-הידרודינמי, הנעה שמאיצה גז מיונן בשדות חשמליים ומגנטיים.
- TRADEX, Cobra Dane, Cobra Judy: מערכות מכ"ם למעקב אחר טילים וכלי רכב חוזרים.
// תוכן המסמך - תרגום
בלתי מסווג // לשימוש רשמי בלבד
מסמך עיון מודיעיני ביטחוני (Defense Intelligence Reference Document)
Defense Futures
20 בנובמבר 2010
ICOD: 30 באוגוסט 2010
גילוי ומעקב ברזולוציה גבוהה אחר כלי טיס במהירויות היפרסוניות
בלתי מסווג // לשימוש רשמי בלבד
גילוי ומעקב ברזולוציה גבוהה אחר כלי טיס במהירויות היפרסוניות
מסמך העיון המודיעיני הביטחוני (Defense Intelligence Reference Document) מספק מידע עיוני שאינו מהותי אך מוסמך, הנוגע לנושאים או למתודולוגיות מודיעיניים.
הוכן על ידי:
אגף ההתרעה הטכנולוגית (DW0-4)
משרד ההתרעה הביטחוני
מנהלת הניתוח
סוכנות הביון הביטחונית (DIA)
מחבר:
AAP Person 83
אזהרת זכויות יוצרים: אין להפיץ הלאה את התצלומים שבפרסום זה.
מוצר זה הוא אחד מסדרת דוחות על טכנולוגיות מתקדמות שהופקו בשנת הכספים 2010 במסגרת תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות (AAWSA) של משרד ההתרעה הביטחוני בסוכנות הביון הביטחונית. הערות או שאלות הנוגעות למסמך זה יש להפנות אל AAP Person 1, מנהל תוכנית AAWSA, סוכנות הביון הביטחונית, לידי: JUIAF-01/DWO-3, בניין 6000, וושינגטון די.סי. 20340-5100.
תוכן העניינים
המלצה 1 - בניית מסד נתונים של מאפייני השובל של כלי טיס קיימים
המלצה 2 - ניצול יכולת הגילוי של כלי טיס היפרסוניים על סמך המאפיינים המאפשרים להם לטוס ביעילות במהירויות גבוהות
המלצה 3 - בחינת הגילוי של כלי טיס שתוכננו להיות בלתי ניתנים לגילוי
המלצה 4 - בחינת פיתוחם של גלאים חדשניים
איורים
איור 1. התפתחות שכבת הגבול בזרימה תת-קולית סביב קליע
איור 3. תדירות סטרוהל כפונקציה של מספר ריינולדס בזרימה על פני…
איור 6. יחסי מספר מאך, הטמפרטורה והלחץ לרוחב הלם ניצב
איור 9. הספקטרום האלקטרומגנטי כפונקציה של אורך הגל
איור 15. אורך הגל של שיא קרינת האינפרה-אדום הנפלטת מעצמים היפרסוניים
איור 16. שיא הטמפרטורה בשכבת ההלם של עצמים היפרסוניים
איור 18. חרוט מאך הנוצר על ידי עצם על-קולי
איור 19. השוואת טכנולוגיות גילוי לעצמים היפרסוניים
טבלאות
מבוא
עצם הוא על-קולי כאשר מהירותו באטמוספרה גבוהה ממהירות הקול המקומית. מספר מאך מוגדר כמהירות העצם חלקי מהירות הקול המקומית. במספרי מאך הגדולים מ-1 (זרימה על-קולית) מתפתחים גלי הלם בשדה הזרימה ובסמוך לפני העצם, בשל דחיסוּת האוויר. באופן מסורתי, הגבול התחתון של תחום המהירויות המכונה היפרסוני הוא בסביבות מאך 5 (1.7 ק"מ לשנייה).
ערכי "היפרסוני נמוך" נעים בין מאך 5 לכמאך 10, ואילו ערכי "היפרסוני גבוה" נעים בין כ…
+ // המקור באנגלית
// Excerpt (first ~3,000 chars)
UNCLASSIFIED FPO RO FEES I lS Bios
Defense
Intelligence
Reference
Document
A SCéefense Futures
20 November 2010
ICOD: 30 August 2010
Detection and High
Resolution Tracking of
Vehicles at Hypersonic
Velocities
UNCLASSIFIED £4502.0551-6FA1-USE——f———
Detection and High Resolution Tracking of Vehicles at
Hypersonic Velocities
The Defense Intelligence Reference Document provides nonsubstantive but
authoritative reference information related to iutelli ence to ics or methodolo ies.
Prepared by:
Technology Warning Division (DW0-4)
Defense Warning Office
Directorate for Analysis
Defense Intelligence Agency
Author:
AAP Person 83
{U) COPYRIGHT WARNING: Further dissemination of the photographs in this publication is not authorized.
This product is one of a series of advanced technology reports produced in FY 2010 under the
Defense Intelligence Agency, Defense Warning Office's Advanced Aerospace Weapons System
Applications (AAWSA) Program. Comments or questions pertaining to this document should be
addressed to !AAP Person 1
f AWSA Program Manager, Defense Intelligence Agency,
ATTN: JUIAF - 01/DWO-3, Bldg 6000, Washington D.C. 20340-5100
Contents
Recommendation #1 - Build a Database of the Wake Characteristics for Existing Aircraft
Recommendation #2 - Exploit the Detectability of Hypersonic Aircraft Based on the
Recommendation #3 - Explore the Detection of Vehicles Designed To Be Undetectable30
Features That Allow Them To Fly Efficiently at High Speeds ..................................... 30
Recommendation #4 - Explore the Development of Novel Detectors ......................... 31
iii
Figures
Figure 1. Boundary Layer Development in Subsonic Flow about a Projectile........................ 4
Figure 3. Strauhal Frequency as a Function of Reynolds Number for Flow over a
Figure 6. Ratios of Mach Number, Temperature, and Pressure Across a Normal Shock .... ... 10
Figure 9. Electromagnetic Spectrum as a Function of Wavelength ................................... 13
Figure 15. Peak Wavelength of the Infrared Radiation Emitted by Hypersonic Objects ........ 22
Figure 16. Peak Shock Layer Temperature for Hypersonic Objects .................................. 22
Figure 18. Mach Cone Generated by a Supersonic Object .............................................. 26
Figure 19. Comparison of Detection Technology for Hypersonic Objects ........................... 32
Tables
iv
Introduction
An object is supersonic when its speed through the atmosphere is greater than the local
speed of sound . The Mach number is defined as the speed of the object divided by the local
speed of sound . For Mach numbers greater than 1 (supersonic flow), shock waves develop in
the flowfield and near the surface of the object due to the air's compressibility. Traditionally,
the lower Mach number limit for the so-called hypersonic speed regime is about Mach 5 (1. 7
km/sec).
"Low hypersonic" values range between Mach 5 to about Mach 10, while "high
hypersonic" values range between approxi…
// Full OCR
// עוד ממהדורה 06