KONCEPCJA STEROWANIA BOMBĄ KIEROWANĄ TYPU JSOW ZA POMOCĄ BAL

Transkrypt

1 ZESZYTY NAUKOWE AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ SCIENTIFIC JOURNAL OF POLISH NAVAL ACADEMY 2014 (LV) 1 (196) Krzysztof Ogonowski 1), Mirosław Adamski 1) KONCEPCJA STEROWANIA BOMBĄ KIEROWANĄ TYPU JSOW ZA POMOCĄ BAL A CONCEPT FOR USING UAV TO CONTROL JSOW BOMBS STRESZCZENIE W artykule rozważana jest możliwość wykorzystania bezzałogowego aparatu latająego z samonaprowadzaną półaktywnie bombą typu JSOW do atakowania elów nieruhomyh ukrytyh i silnie bronionyh przez artylerię przeiwlotnizą. Konepja polega na doprowadzeniu BAL lotem programowym w rejon rozlokowania elu o znanyh współrzędnyh geografiznyh, oświetleniu go promieniem lasera i zaatakowaniu bombą JSOW. Słowa kluzowe: bezzałogowy aparat latająy (BAL), bomba JSOW. ABSTRACT This paper disusses the possibilities of employing an unmanned aerial vehile (UAV) with half-ative launh and leave JSOW bomb to attak non-moving targets onealed and strongly defended by antiairraft artillery. The onept is based on delivering a UAV by programmed flight to the area of the target loation whose geographial oordinates are known, illuminating it with a laser ray and engaging it with a JSOW bomb. Keywords: unmanned aerial vehile (UAV), JSOW bomb. DOI: / X ) Wyższa Szkoła Ofierska Sił Powietrznyh, Wydział Lotnitwa, Dęblin, ul. Dywizjonu 303/35, tetrazen@wp.pl; ogonk@o2.pl 55

2 Krzysztof Ogonowski, Mirosław Adamski WSTĘP Broń JSOW miała być tania i lekka, a jej minimalny zasięg działania przy zrzuie z niskiego pułapu miał wynosić około dziewięiu kilometrów. Zaimplementowana została także możliwość namierzenia elu już po zrzueniu, dzięki zemu samolot-nosiiel nie narażałby się na ujawnienie podzas ataku. Wśród opji była możliwość ihego startu, o oznazało, że system napędowy broni, jeśli taki zostanie kiedykolwiek dołązony, zostanie uruhomiony z opóźnieniem. Przeznazeniem nowej broni miało być niszzenie różnyh elów, dlatego koniezne stało się wyposażenie bomby w odpowiednie głowie bojowe od kasetowyh do zwalzania elów na dużyh obszarah po kumulayjne do niszzenia pojedynzyh umonionyh obiektów. Bomby szybująe AGM-154 JSOW to ostatezne rozwiązanie problemu zrzuania amuniji kasetowej w warunkah zmasowanej, niemożliwej do przebiia obrony przeiwlotnizej. JSOW to rezultat połązonyh wysiłków Air Fore Navy i Marines. Pozątki idei sięgają wspólnego projektu Navy i Marines pod nazwą Advaned Interdition Weapons System (AIWS), wymagająego w pełni zintegrowanego radioliniowego systemu sterowania, podobnego do użytego w GBU-15. Texas Instruments wygrało przetarg na realizaję kontraktu AIWS w 1991 roku, a w 1992 program został zunifikowany z firmowanym przez Air Fore programem kierowanej amuniji kasetowej. Tak INTRODUCTION JSOW ordnane was expeted to be heap and lightweight, and its minimum range, when launhed at a low altitude, was expeted to be about nine kilometers. In order for an airraft not to be exposed to danger, an option of deteting a target after the launh was also implemented. Of the options onsidered was the apability of silent start, whih meant that the propulsion system, if ever developed, would have delayed ignition. The designation of the new ordnane was to destroy a variety of targets. Therefore it beame neessary to equip the bomb with appropriate warheads from ase warheads for fighting targets over large areas to shaped-harge ones for destroying single targets. Glide bombs AGM-154 JSOW are a omplete solution to the problem of dropping luster ordnane when faed with massed, impossible to penetrate antiairraft defenses. JSOW is a result of joint efforts by the Air Fore, the Navy, and the Marine Corps. The origin of the idea dates bak to a joint projet by the Navy and the Marine Corps odenamed Advaned Interdition Weapons System (AIWS), requiring a fully integrated-line ontrol system, similar to that used in GBU-15. In 1991 Texas Instruments won a bid for an AIWS ontrat, and in 1992 the program was joint with the Air Fore program of guided luster ordnane. In this way the idea of JSOW was born. The airframe was designed as a arrier 56 1 (196)

3 Zeszyty Naukowe AMW Sientifi Journal of PNA narodziła się idea JSOW. Konstrukję zaprojektowano jako nośnik dla subamuniji, zdolny do przenoszenia szerokiej gamy ładunków. Wykorzystano również globalny system określania położenia (Global Positioning System GPS) NAVSTAR, który stanowi podstawowy osprzęt kierowania wszystkih wariantów AGM-154. Po raz pierwszy w historii system nawigaji satelitarnej steruje bombą przez ały jej lot, od momentu zrzuenia do uderzenia w el. AGM-154 (rys. 1.) składa się z sekji przedniej, zawierająej oparty na GPS system naprowadzania i sterowania, komory przenoszenia ładunku, zwieńzonej składanymi skrzydłami planarnymi, zapewniająymi siłę nośną podzas lotu, oraz tylnej sekji usterzenia. JSOW mierzy około ztereh metrów, nie ma właśiwośi stealth, ale z pewnośią odznaza się konstrukją słabo wykrywalną przez radar. of sub-ammunition apable of arrying a wide range of payloads. To ontrol all variants of AGM-154 NAVSTAR the GPS (Global Positioning System) was also used as the main system. It is the first time in history that a satellite navigational system has ontrolled a bomb throughout its whole flight, from the launh moment to the moment it hits the target. AGM-154 (fig. 1) is omposed of a frontal setion, ontaining a GPS-based guidane system, payload hamber with variable-swing planar wings, providing forward thrust during the flight, and the rear guidane setion. JSOW is about four meters long and does not have stealth feature but, for sure, its airframe is hard to detet by a radar. Rys. 1. Bomba szybująa typu JSOW (AGM-154) Fig. 1. Glide bomb JSOW (AGM-154) Źródło / Soure: K. Ogonowski, Z. Koruba, I. Smykla, Konepja wykorzystania JSOW na BAL, II Międzynarodowa Konferenja Naukowe aspekty BAL Kiele Cedzyna 2006 [Conept of use of JSOW on UAV available in the Polish] (LV) 57

4 Krzysztof Ogonowski, Mirosław Adamski JSOW została zaprojektowana w ten sposób, by szybować bez napędu na odległość do 130 km przed wyrzueniem ładunku subamuniji na el. Szauje się, że dokładność korygowania lotu opartego na GPS zamyka się w dziesięiu metrah lizonyh w trzeh wymiarah, o zupełnie wystarza do skuteznego zrzuenia uzbrojenia kasetowego. Wykorzystywane w amuniji preyzyjnej nowej generaji systemy kierowania oparte na GPS to właśiwie systemy mieszane, w któryh odbiornik GPS przekazuje aktualne dane o położeniu bomby do załązonego niewielkiego bezwładnośiowego systemu sterowania kierująego lotem. Dzięki temu bomba może dalej zmierzać w kierunku elu, nawet jeśli system GPS zawiedzie bądź jego praa zostanie zakłóona. WARIANTY LATAJĄCEJ BOMBY TYPU JSOW JSOW (Joint Stand Off Weapon) to system inteligentnego uzbrojenia o zdolnośi odpalania ze znaznej odległośi. Pierwotnie system nosił nazwę AIWS (Advaned Interdition Weapon System). Jego maksymalny zasięg wynosi km (325 km z napędem). JSOW jest bronią wykorzystująą GPS i nawigaję ineryjną. W końowej fazie lotu może wykorzystać do naprowadzenia na el zobrazowanie termizne oraz dwustronne łąze danyh. AGM-154 ma zalety poisku rakietowego i bomby. Skrzydlata AGM-154 przeznazona jest do niszzenia stanowisk obrony przeiwlotnizej i dowodzenia. Jest sterowana przez sieć JSOW was designed in suh a way that it an glide without propulsion up to 130 km before launhing its sub- -ammunition payload towards the target. It is estimated that the flight orretion auray based on GPS is within ten meters alulated in three dimensions, whih is enough with respet to the effetive launh of ase ordnane. Guidane systems based on GPS used in preision-guided ammunition of new generation, in whih a GPS reeiver transmits urrent data relating to the position of a bomb to an attahed small inertial flight ontrol system, are in fat mixed systems. Owing to this the bomb an ontinue its flight towards the target even if GPS fails or its work is disturbed. VARIANTS OF THE JSOW FLYING BOMB JSOW (Joint Stand off Weapon) is a system of intelligent ordnane apable of being launhed from a substantial distane. Originally the system bore the name AIWS (Advaned Interdition Weapon System). Its maximum range is km (325 km with propulsion). JSOW is a weapon that makes use of GPS and inertial navigation. In the final stage of flight it an employ a thermal display and a two-sided data link to guide it to its target. AGM-154 has advantages of a missile and a bomb. Winged AGM-154 is designed to destroy antiairraft and ommand posts. It is guided by an onboard network or it illuminates the target with laser and an operator 58 1 (196)

5 Zeszyty Naukowe AMW Sientifi Journal of PNA pokładową lub sama oświetla laserem el, a operator przekazuje komendy korygująe, jeśli zejdzie z kursu. AGM-154 może być też naprowadzana laserem przez samolot dokonująy bombardowania lub przez maszynę jego skrzydłowego. Rodzina AGM-154 JSOW (Joint Stand off Weapon) to broń inteligentna, umożliwiająa niszzenie elu spoza zasięgu środków rażenia pola przeiwnika, niezależnie od pory doby i warunków atmosferyznyh. AGM-154A zawiera amuniję złożonego działania BLU-97, pozwalająą na atakowanie zgrupowań piehoty i artylerii, pojazdów opanerzonyh i nieopanerzonyh oraz elów naziemnyh, zwłaszza składów amuniji i paliw. Broń ta została z powodzeniem użyta podzas działań przeiwko Irakowi oraz w operaji w Kosowie. AGM-154B zawiera bomby ppan. BLU-108 Sensor Fused Weapon. Obydwa typy uzbrojenia są produkowane na potrzeby USAF i US Navy i mogą być przenoszone przez samoloty F/A-18, F-16, F-15, B-1, B-2 i B-52. Wersja AGM-154C jest wyposażona w głowię penetrayjną BROACH. Jej głównym zastosowaniem ma być zwalzanie elów podzas misji obezwładniania OPL przeiwnika. Dzięki zastosowaniu rozwiązania bomby szybująej można ją zrzuić na niskim pułapie z 22 km, a na dużym pułapie ze 130 km od elu. Może być zastosowana przeiwko szerokiemu spektrum elów naziemnyh i nawodnyh, spoza zasięgu obrony przeiwlotnizej. W końowej fazie lotu można transfers orretion ommands if it deviates from ourse. AGM-154 an also be laser-guided by an airraft arrying out the bombing mission or by an airraft flying next to it. The family of AGM-154 JSOW (Joint Stand off Weapon) is smart weapons apable of destroying targets from beyond the range of enemy s ombat means, independent of the time of day or night and weather onditions. AGM-154A ontains BLU-97 ombined effets bomb sub-ammunitions whih an be employed to engage groupings of infantry, artillery, armored and unarmored vehiles, as well as land targets, espeially ammunition and fuel depots. This weapon was suessfully employed during operations against Iraq and in Kosovo. The warhead for AGM-154B is the BLU-108 (anti-armor) Sensor Fused Weapon. These two types of ordnane are produed for USAF and US Navy and an be arried by F/A-18, F-16, F-15, B-1, B-2 and B-52 airraft. Variant AGM-154C arries the penetration BROACH warhead. Its main designation is to fight targets during an operation to neutralize the enemy s air defense apabilities. Owing to its glide apability the glide bomb an be launhed at a low altitude from a distane of 22 km and from 130 km at a high altitude. It an be employed against a wide spetrum of land and sea-surfae targets from behind the range of anti-airraft defense. In the final stage of flight thermal display and two-sided data link an be used. JSOW is only four meters long 2014 (LV) 59

6 Krzysztof Ogonowski, Mirosław Adamski wykorzystać do naprowadzenia na el zobrazowanie termizne oraz dwustronne łąze danyh. JSOW ma tylko ztery metry długośi oraz w zależnośi od głowiy bojowej masę od 475 do 680 kilogramów. Dużą uniwersalność osiągnięto dzięki budowie modułowej. Możliwe jest zastosowanie wielu głowi bojowyh. AGM-154 jest dostarzana w trzeh (właśiwie sześiu) identyznie zewnętrznyh wariantah, różnią się jedynie ładunkiem (rys. 2., tab. 1.): 1. AGM-154A (standardowa JSOW). Jako głowię zastosowano 145 bomb małego wagomiaru BLU-97/B. Każda z nih może niszzyć różne ele. Zawierają głowię kumulayjną przeiwko elom opanerzonym osłoniętą odłamkową osłoną do niszzenia elów lekkih i pierśień yrkonowy o działaniu zapalająym (rys. 3.). 2. AGM-154A-1 (standardowa JSOW). Tutaj jako głowię zastosowano bombę BLU-111/B (wersja Mk82 o wadze 227 kg z dodanym programowalnym zapalnikiem FMU-152) na el punktowy (rys. 4.). 3. AGM-154B (przeiwpanerna JSOW). Ładunkiem jest sześć bomb BLU- -108/B wyposażonyh w system autonomiznego naprowadzania. Każda z nih odpala ztery poiski SKEET wykorzystująe sensor termizny do naprowadzenia na el. Każdy zawiera głowię kumulayjną (rys. 5.). 4. AGM-154C (wersja użytkowa). Jest wariantem naprowadzanym na el za pomoą głowiy na podzerwień oraz wyposażonym w efektywną głowię bojową BROACH przeznazoną do niszzenia elów punktowyh dobrze hronionyh, np. bunkrów (rys. 6.). and weighs, from 475 to 680 km depending on its warhead. The high universality was ahieved thanks to modular design. It is possible to use several warheads. AGM-154 is delivered in three (in fat six) externally idential variants, varying in payload only (fig. 2, tab. 1): 1. AGM-154A (baseline JSOW). The warhead of the AGM-154A onsists of 145 small weight and size BLU-97/B sub-ammunitions. Eah of them an destroy different targets. They inlude shaped harge, sored steel asing and zironium ring for anti-armor, fragmentation and inendiary apability (fig. 3) Eah of them an be effetive against different targets. 2. AGM-154A-1 (baseline JSOW). Here BLU-111/B bomb is used as a warhead (Mk82 variant weighing 227 kg, with a programmable fuse FMU-152) effetive against point targets (fig. 4). 3. AGM-154B (anti-armor JSOW). The warhead for the AGM-154B arries six BLU-108/B sub-ammunitions equipped with an autonomous guidane system. Eah sub-ammunition releases four SKEET projetiles that use thermal sensors for guidane to targets. Eah of them ontains a shaped harge (fig. 5). 4. AGM-154C (unitary variant). The AGM-154C uses an Imaging Infrared terminal seeker. The AGM-154C arries the highly effetive BROACH warhead whih is designed to destroy point, hardened target, e.g. bunkers (fig. 6) (196)

7 Zeszyty Naukowe AMW Sientifi Journal of PNA Rys. 2. Warianty poisku AGM-154 JSOW Fig. 2. Variants of AGM-154 JSOW bomb Źródło / Soure: K. Ogonowski, Z. Koruba, I. Smykla, op. it (LV) 61

8 Krzysztof Ogonowski, Mirosław Adamski Tabela 1. Speyfikaja bomb typu JSOW Table 1. Speifiation of JSOW bombs Model (typ) Model (type) Długość ałkowita Overall length Szerokość kadłuba Airframe width Rozpiętość skrzydeł Wing span Masa startowa Start weight Głowia bojowa Warhead Naprowadzanie Guidane Napęd Propulsion Zasięg Range AGM-154A AGM-154A-1 AGM-154B AGM-154C AGM-154D AGM-154E 145 x BLU-97/B 1 x BLU-111/B GPS/INS brak none 4,26 m 33,8 m 2,69 m kg 6 x BLU-108/B 1 x BROACH GPS/INS IIR z niskiego pułapu / from low altitude 22 km z wysokiego pułapu / from high altitude 130 km 145 x BLU-97/B GPS/INS 1 x BROACH GPS/INS IIR Williams J400-WR km Różnie w pozostałyh wersjah broni polegają na dodaniu silników rakietowyh i turboodrzutowyh w elu zwiększenia zasięgu oraz ewentualnym powiększeniu komory uzbrojenia. Poiski te mają oznazenia AGM-154D (wersja A z silnikiem) i AGM-154E (wersja C z silnikiem). Jako napęd zastosowany jest silnik Williams J400-WR-104 Turbojet o iągu około 109 kg. Prae projektowe nad bombami szybująymi typu JSOW rozpozęto w 1992 roku. W grudniu 1995 roku zakońzono fazę projektową i przetestowano w bazie NWTS (Naval Weapons Test Squadron) China Lake. Na jedenaśie odpaleń dziesięć uzyskało stuproentową skutezność. Differenes relating to the other variants inlude the addition of roket and turbojet engines in order to extend the range or eventual enlargement of the warhead hamber. They have designations as follows: A GM-154D (variant A with an engine) and AGM-154E (variant C with an engine). Williams J400-WR-104 Turbojet is used for propulsion with thrust of about 109 kg. The design work for JSOW glide bombs started in In Deember 1995 the design stage was ompleted and tests were arried out in NWTS (Naval Weapons Test Squadron) China Lake. There was 100 % effetiveness for eleven launhes. Variant C is urrently 62 1 (196)

9 Zeszyty Naukowe AMW Sientifi Journal of PNA Wersja C jest obenie w produkji i została przyjęta do użyia operayjnego w lutym 2005 roku w US Navy i US Marine Corps. Została także wybrana jako broń standoff dla polskih F-16. in prodution and it was aepted for operational use by the US Navy and US Marine Corps in February It has also been seleted for Polish F-16s as the standoff weapon. Rys. 3. Bomba AGM-154A podzas rozrzutu ładunków oraz bomba małego wagomiaru BLU-97/B złożona i z rozłożonym spadohronem hamująym Fig. 3. AGM-154A Bomb releasing luster and BLU-97/B small weight and size bomb with paked, and with deployed drogue hute Źródło / Soure: K. Ogonowski, Z. Koruba, I. Smykla, op. it. Rys. 4. Bomba AGM-154A-1 z zastosowaną głowią bojową BLU-111 Fig. 4. AGM-154A-1 bomb with BLU-111 warhead Źródło / Soure: K. Ogonowski, Z. Koruba, I. Smykla, op. it (LV) 63

10 Krzysztof Ogonowski, Mirosław Adamski Rys. 5. Bomba AGM 154B z subamuniją BLU-108/B oraz subamunija w wersji rozłożonej i podpoisk SKEET Fig. 5. AGM 154B bomb with BLU-108/B and sub-amunition in unpaked variant and SKEET bomblet Źródło / Soure: K. Ogonowski, Z. Koruba, I. Smykla, op. it. Rys. 6. Przekrój AGM-154C z głowią bojową BROACH Fig. 6. AGM-154C ross-setion with BROACH warhead Źródło / Soure: K. Ogonowski, Z. Koruba, I. Smykla, op. it. JSOW została po raz pierwszy zastosowana w październiku 2001 roku podzas ataku odwetowego USA i Wielkiej Brytanii na Afganistan. Do tej pory użyto w wale ponad 400 AGM-154A. JSOW was first used in Otober 2001 during the retaliation attak by the USA and GB in Afghanistan. Up to now over 400 AGM-154As have been used in ombat. Zaproponowano także podjęie produkji niebojowyh wersji JSOW, mająyh na elu zapewnienie wsparia A proposal was also made to produe a non-ombat variant of JSOWs to be used for logistial support for forward 64 1 (196)

11 Zeszyty Naukowe AMW Sientifi Journal of PNA logistyznego dla wysuniętyh oddziałów, takih jak grupy bojowe do zadań spejalnyh. Można się zastanowić, ile posiłków gotowyh do spożyia (Meals Ready-to-Eat MRE) mogłoby się zmieśić w długiej na 5,7 stopy (1,7 m) komorze AGM-154. Być może idea ta potwierdza ostateznie twierdzenie, że każda bomba jest bombą polityzną. W 2006 roku ruszyła produkja wariantu AGM-154, Blok II, który miał być zdeydowanie tańszy od dotyhzas produkowanyh. Raytheon i US Navy rozpozęły także opraowywanie wariantu Blok III, który będzie mógł zwalzać ele ruhome, zarówno lądowe, jak i nawodne. Pierwsze AGM-154 Blok III miały opuśić linie produkyjne w 2009 roku. KONCEPCJA WYKORZYSTANIA BOMBY TYPU JSOW Można się spodziewać, że wkróte będziemy posiadazami bomb kierowanyh typu JSOW [1]. Należy zatem rozważyć możliwość zastosowania ih do niszzenia elów naziemnyh przez samoloty i bezzałogowe aparaty latająe (BAL). Przedstawione w artykule warianty JSOW pokazują uniwersalność tej bomby kierowanej, która może naprowadzać się na el oświetlony promieniem laserowym nadawanym z odrębnego urządzenia, np. samolotu, śmigłowa zy BAL [1, 3], może mieć własny system wizualizaji elu i sama naprowadzać się na wykryty el oraz korzystać z systemu satelitarnego naprowadzania GPS. deployed units suh as speial operations fores. One an wonder how many MREs (Meal Ready-to-Eat) ould be paked into the AGM-14 hamber having 5.7 feet (1.7 m) in length. Perhaps this idea proves the saying that eah bomb is a politial bomb. In 2006 prodution of AGM-154, Blok II ommened It was expeted to be heaper than those previously produed. Raytheon and the US Navy also ommened development of a Blok III variant whih would be apable of engaging moving targets both on land and sea surfae. First AGM-154 Blok IIIs were expeted to leave assembly lines in CONCEPT FOR USE OF JSOW BOMB It an be expeted that we will soon own JSOW bombs [1]. Therefore it is neessary to onsider the possibilities of using them to destroy land targets with airraft and UAVs. The variants of JSOW presented in this paper point to the universality of this guided bomb, whih an be guided to a target illuminated by a laser ray sent from a separate soure, e.g. a fixed- -wing airraft a heliopter or a UAV [1, 3] or whih an have its own target display system and guide itself to the target deteted, and an use GPS. Following the experiene relating to JSOW system it would be neessary to onsider the possibilities of developing a national system of smart preision bombs based on the unguided 2014 (LV) 65

12 Krzysztof Ogonowski, Mirosław Adamski Wzorują się na doświadzeniah z systemem JSOW, należałoby rozważyć możliwość stworzenia rodzimego systemu inteligentnyh bomb preyzyjnego rażenia na bazie istniejąyh w wojsku polskim niekierowanyh bomb klasyznyh. Opraowują własny prosty system naprowadzania bomby kierowanej, trzeba zwróić szzególną uwagę na jego niezależność od GPS po ostatniej wojnie w Iraku okazało się bowiem, jak bardzo zawodny może on być w pewnyh sytuajah. Takim wspomagająym rozwiązaniem może być układ giroskopowy pośrednio sterująy położeniem bomby w przestrzeni. Należy tu rozpatrzyć dwa warianty pray takiego układu. W pierwszym warianie możemy rozważać układ w pełni autonomizny, który ma atakować nieruhomy el naziemny o znanyh współrzędnyh geografiznyh. Tuż przed zrzueniem bomby z nosiiela oś giroskopu sterowanego zostaje wymierzona i od tej hwili stanowi linię obserwaji elu (LOC), która dla pilota automatyznego jest odniesieniem do wypraowywania sygnałów sterująyh. W drugim warianie zakładamy, że el jest w sposób iągły obserwowany i z pokładu nosiiela przesyłane są do bomby sygnały sterująe, które zmieniają położenie giroskopów, odpowiednio wpływają na zmianę trajektorii lotu bomby. Innym rozwiązaniem może być półautomatyzne kierowanie bombą na podstawie opraowanego algorytmu. Wspomniany sposób wymaga stałego pasywnego namierzania bomby przez inny obiekt latająy i podawania sygnałów sterująyh. onventional bombs owned by the Polish armed fores. When developing a national simple guidane system for a guided bomb it is neessary to pay speial attention to its independene of GPS. In the last war in Iraq it turned out that it ould be very unreliable in some situations. A gyrosope-based system indiretly ontrolling the position of a bomb in spae ould be suh a solution. It is neessary to onsider two performane variants of suh a system. In the first variant we an onsider a fully autonomous system, whih is designed to attak a non-moving land target of known geographial oordinates. Just before releasing a bomb from the arrier the ontrolled gyrosope axis is measured and from that moment it is a target observation line, whih for the automati pilot is the point of referene to work out ontrol signals. In the seond variant, we assume that the target is being observed ontinuously and guidane ommands are sent to the bomb from the arrier. They hange gyrosope settings appropriately and effet hanges in the bomb flight trajetory. A semi-automati bomb ontrol based on a developed algorithm an be another solution. This method requires onstant passive traking of a bomb by another flying objet and transmitting guidane signals. A general diagram of a gyrosope- -based bomb ontrol homing in on a land target is presented in figure (196)

13 Zeszyty Naukowe AMW Sientifi Journal of PNA Ogólny shemat giroskopowego sterowania bombą samozynnie zmierzająą do elu naziemnego został przedstawiony na rysunku 7. Rys. 7. Uproszzony shemat samonaprowadzania bomby na el naziemny (LOC linia obserwaji elu) Fig. 7. A simplified diagram of homing in on a land target (LTO line of target observation) Uskrzydlona bomba kierowana o zwiększonym zasięgu może być zrzuona przez samolot bojowy, który ma możliwość natyhmiastowego oddalenia się ze strefy zagrożenia (rys. 8.). A winged guided bomb of enhaned range an be launhed by a ombat airraft whih is apable of immediately leaving the dangerous area (fig. 8). Rys. 8. Zrzuenie bomby z pokładu samolotu na ukryty nieruhomy el naziemny Fig. 8. Launhing a bomb from an airraft towards a onealed non-moving land target 2014 (LV) 67

14 Krzysztof Ogonowski, Mirosław Adamski W przypadkah, gdy koniezne jest oświetlenie elu z innego samolotu lub śmigłowa, obiekt oświetlająy musi przebywać przez określony zas w pobliżu obiektu oświetlanego, a wię w obszarze działania obrony przeiwlotnizej przeiwnika. Dzięki zastosowaniu bezzałogowego obiektu latająego o niewielkih gabarytah załoga samolotu nie jest narażona na ryzyko. Krążąy nad elem BAL przejmuje zadanie oświetlenia elu do momentu osiągnięia go i zniszzenia przez bombę. Sytuaję taką przedstawia rysunek 9. In ases when it is neessary to illuminate a target from another plane or a heliopter, the illuminating objet must, time for some, be present in the viinity of the illuminated objet, i.e. in the area of enemy s antiairraft defense. Owing to the use an UAV of small dimensions a plane rew is not exposed to danger. A UAV irling over the target takes over the task to illuminate the target until the moment it is reahed and destroyed by a bomb. Figure 9 presents suh a situation. Rys. 9. Zrzuenie bomby z samolotu nosiiela i oświetlenie ruhomego elu naziemnego przez BAL Fig. 9. Launhing a bomb from a arrier plane and illuminating a moving target by a UAV W przypadku zastosowania bojowego BAL [3, 5] zdolnego do przenoszenia bomb istnieje możliwość samodzielnego dokonania bombardowania z jednozesnym oświetleniem elu. Przedstawiono to na rysunku 10. In ase of ombat employment of a UAV [3, 5] apable of arrying bombs there is a possibility to arry out an independent bombing mission with simultaneous target illumination. This is presented in figure (196)

15 Zeszyty Naukowe AMW Sientifi Journal of PNA Rys. 10. Zrzuenie bomby i oświetlenie ruhomego elu naziemnego przez BAL Fig. 10. Launhing a bomb and illuminating a moving target by a UAV Aby wyznazyć współrzędne położenia bomby w układzie O x y z (rys. 11.), w którym określony jest programowy tor lotu, należy od położenia elu w tym układzie odjąć położenie elu wyznazone przez aparaturę bomby względem niej samej. Ostateznie otrzymujemy: o o o o In order to fix oordinates for the bomb position in the system O x y z (fig. 11.), in whih the flight path is preset, it is neessary to dedut the bomb position fixed by the bomb system in relation to the bomb itself from the target position. Consequently we reeive: o o o o x y z b b b = x = x = x ξ osγ os χ + ξ sin χ ξ sinγ os χ. (1) Za uhyb sterowania przyjmujemy różnię wysokośi: na jakiej aktualnie znajduje się bomba i na jakiej znajdowałaby się, gdyby realizowała założony tor lotu: The differene in altitude at whih the bomb is at the moment and at whih it would have been if it had flown along the preset flight path is assumed as the guidane error: ε = y( x ) y. (2) y b b Na podstawie uhybu (2) regulator PD wyznaza pożądany sygnał sterująy (siły sterująe): Based on the error (2) a PD ontroller works out the desired guidane signal (guidane fores): 2014 (LV) 69

16 Krzysztof Ogonowski, Mirosław Adamski Q y dε y = k1 ε y + k2 (3) dx Uhyb w płaszzyźnie poziomej, powstały na skutek zakłóeń, wynosi: The guidane error in the horizontal plane, aused by disturbanes, is: ε z = z b (4) i może być korygowany przez regulator typu P: and an be orreted by a P ontroller: Q z = ε (5) z Rys. 11. Zrzuenie bomby i oświetlenie elu przez BAL Fig. 11. Launhing a bomb and illuminating a target by a UAV Artykuł stanowi wstępne rozważania na temat możliwośi zastosowania naprowadzania bomby kierowanej typu JSOW. Założono w nih, że: nosiiel porusza się ze stałą prędkośią po linii poziomej; bomba jest wyrzuana w kierunku poziomym z prędkośią pozątkową This paper inludes introdutory onsiderations relating to possible uses of a JSOW bomb. It is assumed that: a arrier is moving at a onstant speed along a horizontal line; a bomb is launhed in the horizontal diretion at the initial speed equal 70 1 (196)

17 Zeszyty Naukowe AMW Sientifi Journal of PNA równą prędkośi nosiiela i porusza się po torze leżąym w płaszzyźnie pionowej przehodząej przez wyjśiowy tor lotu nosiiela; aerodynamizna konstrukja bomby jest typu JSOW; współzynniki aerodynamizne są stałe i obrane arbitralnie dla bomby hipotetyznej ; uhybem sterowania jest różnia wysokośi lotu bomby między jej torem programowym a torem realizowanym; sterowanie lotem bomby następuje natyhmiast po jej wyrzueniu. WNIOSKI Przedstawiona konepja sterowania bombą kierowaną typu JSOW z wykorzystaniem bezzałogowego aparatu latająego pozwala na wykryie i zidentyfikowanie elu naziemnego oraz jego bezpośrednie zaatakowanie. Ingerenja operatora w kierowanie BAL może być ogranizona jedynie do przypadków ałkowitego zejśia aparatu z zadanego toru lub utraenia elu z pola widzenia obiektywu układu śledząego (porywy wiatru, wybuhy poisków itp.). Należy zatem wprowadzić możliwość automatyznego przesyłania do punktu kierowania informaji o takih zdarzeniah i ewentualnego przejęia kontroli nad lotem bezzałogowa przez operatora. W badaniah teoretyzno-oblizeniowyh i symulayjno- -eksperymentalnyh należałoby: określić optymalny program lotu BAL; opraować taki algorytm skanowania powierzhni Ziemi, który zapewniłby najszybsze wykryie elu; to that of the arrier and is moving along the path in the vertial plane that goes through the initial flight path of the arrier; aerodynami bomb design is that of JSOW type; aerodynami oeffiients are onstant and seleted arbitrarily for a hypothetial bomb ; a guidane error is the differene in bomb flight altitude between its preset path and the real path; ontrol of a bomb starts immediately after it has been launhed. CONCLUSIONS The onept of JSOW bomb ontrol using a UAV allows detetion and identifiation of a land target and diret attak against it. Interferene by an operator in a UAV ontrol an be limited only to the ases of the total detration of the vehile from the preset path or disappearane of the target from the field of observation in the traking system (wind gusts, shell explosions, et.). Therefore it is neessary to introdue a possibility of automati data transfer onerned with suh ourrenes and eventual taking over ontrol of a UAV s flight by an operator. In theoretial-alulation and simulation-experimental investigations it would be neessary to: determine an optimum flight program for a UAV; develop a logarithm of earth surfae sanning whih would ensure the fastest target detetion; develop a program for minimum hange of a UAV from the preset flight to the target traking flight; 2014 (LV) 71

18 Krzysztof Ogonowski, Mirosław Adamski opraować program minimalnego przejśia BAL od lotu programowego do lotu śledząego el; dokonać analizy różnyh metod naprowadzania bomby kierowanej zrzuanej z bezzałogowego obiektu latająego. ondut an analysis of different methods used to guide a guided bomb launhed from a UAV. BIBLIOGRAFIA / REFERENCES [1] Abraszek P., Zasobnik szybująy, Nowa Tehnika Wojskowa, 2006, No 3, pp [AGM-154 JSOW-glide bomb available in the Polish]. [2] Głowaki B., Sobzak G., Super Falkony, Polska Zbrojna, 2002, No 43, pp [Super Falons available in the Polish]. [3] Koruba Z., Dynamika i sterowanie giroskopem na pokładzie obiektu latająego, V Szkoła Metody aktywne redukji drgań i hałasu, Krynia, , pp [Dynamis and gyrosope ontrol aboard an aerial vehile available in the Polish]. [4] Koruba Z., Model of final navigation segment for ombat unmanned aerial vehile, Journal of Tehnial Physis, 2003, Vol. 44, No 1, pp [5] Koruba Z., A mathematial model of the dynamis and ontrol of a gyrosopi platform mounted on board of an aerial vehile, Journal of Tehnial Physis, 2005, Vol. 46, No 1, pp [6] Majssner M., W przededniu rewoluji, Teleinfo, 1999, No 26, pp (The Day before resolution available in the Polish]. [7] Ogonowski K., Koruba Z., Smykla I., Konepja wykorzystania JSOW na BAL, II Międzynarodowa Konferenja Naukowe aspekty BAL, Kiele Cedzyna 2006 [Conept for use of JSOW on UAV available in the Polish] (196)