Kızılötesi arama ve takipleme sistemi

Kızılötesi arama ve takipleme sistemi veya (IRST) (İng. InfraRed Search and Track), jet uçakları veya helikopterler gibi kızılötesi radyasyon yayan nesneleri tespit etmek ve takiplemek için kullanılan sistemdir.

IRST, ileriye bakan kızılötesi (FLIR) sistemin daha genelleştirilmiş versiyonudur, yani tek yönden, çok yönlü durum farkındalığına güncellenmiş halidir. Bu tür sistemler pasiftir (ör. termografik kamera), yani radarın aksine kendilerine ait herhangi bir radyasyon yaymazlar. Bu onlara tespit edilmesinin zor olması avantajını verir.

Yine de, atmosferin ve olumsuz hava koşulları kızılötesini bir dereceye kadar zayıflattığı için, bir radarla karşılaştırıldığında kızılötesinin menzili sınırlıdır. Ancak menzil içinde, kızılötesinin sahip olduğu açısal çözünürlük ve daha kısa dalga boyu sebebiyle radardan daha iyidir.

IRST sisteminin ilk örnekleri, F-101 Voodoo, F-102 Delta Dagger ve F-106 Delta Dart uçaklarındadır. F-106, 1963'te bir üretim geri çekilebilir montajı ile değiştirilen erken bir IRST montajına sahipti. IRST ayrıca, ısı emisyonlarının pasif olarak izlenmesine izin veren Vought F-8 Crusader'a (F-8E varyantı) dahil edildi. Bu sistem, F-4 Phantom'larda bulunan Texas Instruments AAA-4'e benziyordu.

F-4 Phantom'un ilk üretimleri F-4B ve F-4C'lerinin burnunun altında bir Texas Instruments AAA-4 kızılötesi arayıcı bulunuyordu ve sınırlı yetenekler nedeniyle daha sonraki F-4D'lere kurulmadı, ancak çıkıntıyı korudu ve gerçekten de bazı F-4D'ler IRST alıcısını değiştirilmiş bir biçimde güçlendirdi.

F-4E, AAA-4 IRST alıcısını kaldırdı ve burnun altındaki alanı kaplayan dahili bir silah yuvası aldı. Pulse-Doppler radarına sahip olan F-4J de AAA-4 IRST alıcısını kaldırdı.

Doğu Avrupa ülkelerinde ilk IRST radarı MiG-23'te kullanıldı. MiG-23, TP-23ML kodlu IRST'yi kullandı ve sonraki sürümler 26SH1 kodlu IRST'yi kullandı. MiG-25PD ayrıca burun altında yer alan küçük bir IRST ile donatıldı.

IRST sistemleri, 1980'lerden başlayarak hem yatay hem de dikey açıya işaret eden 2 boyutlu sensörlerin piyasaya sürülmesiyle daha modern tasarımlarda yeniden ortaya çıktı. Hassasiyetler de büyük ölçüde iyileştirildi, bu da daha iyi çözünürlük ve menzile yol açtı. Daha yakın yıllarda, yeni sistemler pazara girdi. 2015'te Northrop Grumman, Leonardo'nun sensörünü kullanan OpenPod(TM) IRST podunu tanıttı.

Bir F-35 kızılötesi arama ve takip sistemi olan AN/AAQ-37 Dağıtılmış Açıklık Sistemi (DAS)ile donatıldı, bu sistem tam dairesel kapsama için uçak çevresinde altı IR sensöründen oluşan, gündüz/gece görüntülemeyi ve IRST'yi ve füze yaklaşma uyarısı görevini görüyordu.

Chengdu J-20 ve Shenyang FC-31, 360 derece IRST kapsama alanı sağlayan EORD-31 sistemleriyle benzer tasarım konseptine sahip. IRST sistemleri, bazı durumlarda, geleneksel radardan daha iyi performans göstererek, gizli uçakları tespit etmek için de kullanılabilir.

Bu sistemler, önünde yatay olarak dönen bir deklanşör bulunan bir kızılötesi sensörden oluşan oldukça basit sistemlerdi. Deklanşör, kokpitteki ana yakalama radarının altındaki bir ekrana yerleştirildi. Sensöre düşen herhangi bir IR ışığı, Önceki radarlarda kullanılan B-skoplara benzer bir şekilde ekranda bir "pip" oluşturuyor.

Ekranın temel amacı, radar sistemlerinin elle "kilitlenmesi" gereken bir çağda, radar operatörünün radarı manuel olarak hedefin yaklaşık açısına döndürmesine izin vermekti. Sistemin sınırlı bir faydası olduğu düşünüldü ve daha otomatik radarların tanıtılmasıyla birlikte bir süre avcı uçağı tasarımlarından kaldırıldı.

İrtifa ne kadar yüksek olursa, atmosfer o kadar az yoğun olur ve özellikle daha uzun dalga boylarında daha az kızılötesi radyasyon emer. Hava ve uçak arasındaki sürtünmenin azalmasının etkisi, kızılötesi radyasyonun daha iyi iletimini telafi etmez. Bu nedenle, yüksek irtifalarda kızılötesi algılama menzilleri daha uzundur.

Yüksek irtifalarda, sıcaklıklar -30 ila -50 °C arasında değişir. Bu, uçak sıcaklığı ile arka plan sıcaklığı arasında daha iyi bir kontrast sağlar.

Eurofighter Typhoon'un PIRATE IRST'si, önde 50 km'lik, arkada ise 90 km'lik menzilde bulunan sesten hızlı avcı uçaklarını tespit edebilir. Daha büyük değer, doğrudan motor egzozunu gözlemlemenin sonucudur ve hedef art yakıcı kullanıyorsa daha da büyük bir değer artışı mümkündür.

Bir hedefin ateş etmeye karar vermesi için yeterince güvenli bir şekilde tanımlanabileceği menzil, tespit menzilinden önemli ölçüde daha düşüktür. Üreticiler tanımlanan güvenli menzilin, tespit menzilinin yaklaşık %65'i olduğunu iddia etmişlerdir.

Kızılötesi takipli veya ateşle ve unut füzeleri ile, avcı uçağı, radar setlerini hiç açmak zorunda kalmadan hedefe ateş edebilir. Aksi takdirde, avcı isterse radarı açabilir ve ateş etmeden hemen önce bir kilit elde edebilir. Avcı ayrıca makineli top menziline yaklaşabilir ve bu şekilde saldırabilir.

Bir IRST sistemi ayrıca, IRST donanımlı uçağın hedefi uzun menzilde tanımlamasına yardımcı olmak için kendisine bağlı düzenli büyütülmüş bir optik görüşe sahip olabilir. Sıradan bir ileriye dönük kızılötesi sistemin aksine, bir IRST sistemi, mekanik (hatta elektronik olarak) yönlendirilen radarların çalışmasına benzer şekilde uçağın etrafındaki alanı gerçekten tarayacaktır. Tarama tekniğinin istisnası, F-35 JSF'nin aynı anda her yöne bakan ve aynı anda izlenen hedef sayısıyla ilgili bir sınırlama olmaksızın her yöne uçak ve füzeleri otomatik olarak algılayıp bildiren (DAS) Dağıtılmış Açıklık Sistemi'dir.

Bir veya daha fazla potansiyel hedef bulduklarında, pilotu/pilotları uyaracaklar ve her hedefin uçağa göre konumunu bir radar gibi bir ekranda gösterecekler. Yine bir radarın çalışma şekline benzer şekilde, operatör IRST'ye belirli bir ilgilenilen hedefi tespit ettikten sonra izlemesini veya bir hedefin orada olduğuna inanılıyorsa belirli bir yönde tarama yapmasını söyleyebilir (örneğin, bir AWACS veya başka bir uçaktan alınan tavsiye).

IRST sistemleri, makineli top ateşi veya füze göndermeye yarayan, tam ateş kontrol çözümleri sağlamak için lazerli uzaklık ölçerleri içerir. Atmosferik yayılma modeli, hedefin görünen yüzeyi ve hedef hareket analizi (TMA) IRST'nin kombinasyonu, sayesinde menzil hesaplanabilir.

Bu savaş uçakları, diğer uçakları gölgeleme, havadan erken uyarı ve kontrol (AWACS) uçaklarının kontrolü altında veya yer kontrollü müdahale (GCI) yürütürken olduğu gibi, durumun gerektirdiği durumlarda radar yerine kullanılmak üzere IRST sistemlerini taşır, savaş uçağını bir hedefe yönlendirmeye yardımcı olmak için harici bir radarı ve avcı menzile girdiğinde hedefi yakalamak ve izlemek için IRST kullanılır.