¿Cómo se dirigen los misiles (principalmente aire-superficie)?

Echa un vistazo a la siguiente imagen. ¿Que ves?

Las aletas , las alas y los canards , como se ve en el diagrama, funcionan de manera similar a los timones/elevadores/alerones para desarrollar arrastre para guiñada/cabeceo/balanceo respectivamente.

Aletas : La mayoría de los misiles usan aletas traseras que dan una maniobrabilidad extrema y altos ángulos de ataque. A menudo están equipados con alas para dar sustentación adicional y mayor alcance. Maverick, Harpoon, AIM-9X Sidewinder son buenos ejemplos de misiles controlados por aletas traseras.

Visto arriba: aletas de rejilla

Alas : Generalmente, las alas desempeñan el mismo papel que en un avión proporcionando sustentación y son el tipo más antiguo de superficie de control. Además, las alas no pueden funcionar de forma independiente y, en la mayoría de los casos, se utilizan como generadores de vórtices para mejorar la eficiencia de las aletas. Además, se utilizan principalmente en misiles de crucero subsónicos como Tomahawk y Sparrow AIM-7. El problema es que las alas deben ser lo suficientemente largas para producir la sustentación necesaria.

Canards : funcionan de manera más efectiva con una gran maniobrabilidad en un ángulo de ataque bajo y funcionan de la misma manera que las aletas. Sin embargo, ubicados cerca de la punta de un misil, los canards pueden hacer que un misil se detenga en ángulos de ataque altos, lo que los limita a un alcance corto. Casi todas las bombas inteligentes y misiles guiados por láser usan canards.

Además, el canard dividido es un desarrollo moderno (que se encuentra en misiles como Python-4 y AA-11) que utiliza dos canards, uno de los cuales es fijo y el segundo está ubicado justo detrás del primer conjunto y es móvil. El papel del canard fijo es desarrollar vórtices de alta potencia para los canards móviles, para un mejor rendimiento en ángulos de ataque altos.

Fuente

No estoy seguro de cuánto detalle está buscando, pero la mayoría de los misiles actuales controlan su cabeceo, guiñada y actitud a través de superficies de control que son accionadas por actuadores electromecánicos. Algunos también utilizan la vectorización de empuje de los gases de escape de sus motores de cohetes. El sistema de control generalmente es impulsado por la entrada de unidades de medición inerciales (acelerómetros, sensores de velocidad y giroscopios), buscadores y sensores como radar y láser, y GPS.

Una variación única en las superficies de control es el misil Starstreak :

Cada dardo consta de un cuerpo delantero giratorio con dos aletas canard unidas a un conjunto trasero no giratorio que tiene cuatro aletas. El conjunto trasero de cada dardo también alberga la electrónica que guía el misil, incluido un sensor orientado hacia atrás.

Las submuniciones se dirigen desacelerando brevemente el cuerpo delantero giratorio con un embrague. Luego, las alas delanteras dirigen el misil en la dirección apropiada.

No es realmente una respuesta, pero creo que es relevante:

Miras un avión, ves grandes alas y colas graznando. Miras un misil y ves pequeñas cosas rechonchas. Lo que no te das cuenta es que son lo mismo. Los aviones no necesitan grandes alas para volar, las necesitan para volar a baja velocidad para despegar y aterrizar.

Sin embargo, un misil será lanzado desde un avión que ya se mueve rápidamente, nunca necesita poder volar a baja velocidad y, por lo tanto, el hecho de que las alas sean completamente inadecuadas para volar a baja velocidad no importa. La mayoría de los misiles tienen velocidades de lanzamiento mínimas que están muy por encima de las velocidades normales de pista.

Sí, algunos misiles son capaces de despegar del suelo, esto se hace impulsándolos hacia el cielo en un propulsor de cohetes separado que luego cae y les permite volar normalmente.

Los misiles se dirigen ya sea por comandos de computadoras internas (para misiles aire-superficie con GPS o sistemas de navegación inercial), por comandos de una estación de radar terrestre a través de un enlace de datos (SAM como SA-2, SA-3, use esta técnica ) o, (para misiles diseñados contra objetivos aire-superficie o aire-aire en movimiento), mediante el uso de navegación proporcional . Básicamente, la Navegación proporcional simplemente bloquea una cabeza buscadora estabilizada giroscópicamente en el objetivo (centrando un sensor en el radar, energía infrarroja o de video (AGM-65 Maverick), proveniente del objetivo) y luego girando el misil en la misma dirección que el Tasa de la línea de visión (LOS) de esa cabeza del buscador (medida por el giroscopio), hasta que la LOS se pone a cero. Si la tasa de LOS es cero, está en curso de colisión.

el proporcionalen el nombre proviene del hecho de que la tasa de giro comandada por la electrónica no siempre es la misma que la tasa LOS medida. Los misiles que conocen la tasa de acercamiento con el objetivo ajustan esa constante de proporcionalidad. Cuanto más alto es el cierre, más intentan girar. Los misiles que no conocen el cierre, utilizan una relación de proporcionalidad fija (constante). El AIM-9 Sidewinder, por ejemplo, ordena al misil que gire a 4 veces la tasa LOS medida. Este diseño, de hecho, es responsable del nombre del misil. Cuando se lanza, sigue siendo relativamente lento y debe atraer mucho a un objetivo que gira para poner a cero la tasa de LOS e interceptar. A medida que el misil acelera, necesita menos plomo y vuelve a girar hacia el objetivo, luego, después de que el motor se quema y comienza a desacelerar, necesita más plomo nuevamente. El resultado final es una trayectoria de vuelo serpenteante, como una serpiente de cascabel. Los misiles de radar, que son conscientes del cierre, eliminan esta ineficiencia adaptando la constante de proporcionalidad para que la velocidad de giro comandada sea menor a velocidades de cierre bajas.