๕๑
หลักการย่อๆ ของเครื่องยนต์แบบเจ็ท เหล่านี้ก็คือ เอาอากาศจ านวนหนึ่งเข้ามาทางข้างหน้า
ิ่
แล้วเพมความเฉื่อย (MOMENTUM) ของอากาศด้วยการท าให้ร้อน และยอมให้อากาศที่ร้อนนี้ผ่าน
ทางออกทางท่อไอเสีย (EXHAUST NOZZLE) ตอนท้าย ก็จะท าให้เกิดแรงขับ (THURST) ขึ้น หรือ
ั
จะกล่าวอีกอย่างหนึ่งก็คือ เอาอากาศเข้ามาและอัดอากาศ จากนั้นฉีดน้ ามันเชื้อเพลิงเข้าไปในอากาศที่อด
นั้น แล้วจุดส่วนผสมของเชื้อเพลิงกับอากาศให้เกิดการลุกไหม้ ผลที่ได้ก็จะเป็นแก๊สที่มีความร้อนดันออกไป
ทางปลายท่อไอเสีย
ส าหรับ ROCKET ส่วนขับเคลื่อนแบบนี้ไม่ต้องการอากาศจากภายนอก การเผาไหม้เกิดจากวัตถุ
เคมีในตัว ROCKET นั้นเอง ฉะนั้นจึงสามารถใช้ได้ทั้งในบรรยากาศและสุญญากาศให้ความเร็วได้สูงมาก
ปัจจุบันนิยมกันมากในการน าไปใช้เป็นส่วนขับเคลื่อนของอาวุธปล่อยน าวิถี ขีปนาวุธและจรวดส่ง
ดาวเทียม หรือยานอวกาศ
ั
การพฒนาอาวุธปล่อยน าวิถีในโลกปัจจุบันได้ก้าวหน้าไปมาก นับตั้งแต่ ค.ศ.๑๙๖๐ เป็นต้น
มาได้มีการพฒนาในด้านเครื่องยนต์ ระบบควบคุม ระบบการน าวิถี ให้เจริญขึ้นอย่างรวดเร็วประกอบ
ั
ั
กับความเจริญเติบโตในด้านอเล็กทรอนิกส์ได้เจริญขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นเดียวกัน จึงดูเสมือนว่าการพฒนา
ิ
อาวุธปล่อยน าวิถีในยุคหลังๆ เป็นการพัฒนาด้านเทคโนโลยีที่ถือได้ว่าเติบโตอย่างรวดเร็วที่สุด
ั
ถ้าจะมองในด้านของส่วนขับเคลื่อนแล้ว การพฒนาส่วนขับเคลื่อนในสองทศวรรษหลังที่ผ่าน
มา ท าให้โฉมหน้าของการเดินทาง และการขนส่งวัสดุของมนุษย์เปลี่ยนแปลงไปมาก ทั้งในบรรยากาศของ
โลกและอวกาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการพัฒนาส่วนขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ที่มีก าเนิดพลังจากเคมี ทั้งที่
เป็นเชื้อเพลิงแข็งและเชื้อเพลิงเหลว (Solid and Liquid Rocket Propellants)
ในส่วนเชื้อเพลิงแข็ง (Solid Rocket Propellants) นั้นได้มีวิวัฒนาการทั้งในด้าน Specific
Impulse, Propellant Density, Burning Rate, อณหภูมิการเผาไหม้, ค่า Mechanical properties
ุ
ต่างๆ ฯลฯ จนท าให้สามารถหล่อดินขับที่มีขนาดใหญ่ได้ จนถึงขนาดเป็นจรวดขับดันขั้นแรกแก่อาวุธ
ปล่อยน าวิถีข้ามทวีป หรือการส่งดาวเทียม ตลอดจนกระสวยอวกาศซึ่งเมื่อก่อนไม่สามารถใช้เชื้อเพลิงแข็ง
ได้ต้องใช้แต่เชื้อเพลิงเหลวเท่านั้น
ั
นอกจากนี้ส่วนขับเคลื่อนของอาวุธปล่อยน าวิถียังได้พฒนาไปถึงขั้น Real time Variation
Speed Solid Rocket Propellant ซึ่งเป็นวิวัฒนาการสมัยใหม่ อันเป็นการแหวกกฎเกณฑ์และหลักการ
ี
เชื้อเพลิงแข็งโดยทั่วไป ซึ่งก่อนหน้านี้เพยงไม่กี่ปีหลักเกณฑ์นี้ถือว่า เป็นไปไม่ได้แต่ปัจจุบันเป็นไปแล้ว
ื่
ื้
ส าหรับเป็นเครื่องยนต์ในระบบอาวุธปล่อยน าวิถีพนสู่พน เช่นที่ใช้กับ Exocet รุ่นปรับปรุงใหม่ ทั้งนี้เพอ
ื้
เป็นการป้องกันมิให้ระบบเรดาร์ของปืนต่อต้านอาวุธน าวิถี ค านวณและตรวจจับได้ ซึ่งเมื่อส่วน
ขับเคลื่อนแบบนี้ออกเผยแพร่ ระบบปืนต่อต้านอาวุธน าวิถีระยะต่ าจะหมดความหมายไป จนกว่าจะมี
หนทางกันใหม่ในอนาคตตามกฎเกณฑ์ของ วัฎจักร
ตัวอย่างการพฒนาเครื่องยนต์ของส่วนขับเคลื่อนที่ก้าวหน้าที่เห็นได้ชัด ได้แก่ ส่วนขับเคลื่อน
ั
ประเภทเครื่องยนต์ระบบ Hybrid คือการผสมกันระหว่างเชื้อเพลิงแข็งและเชื้อเพลิงเหลว มีความมุ่ง
๕๒
หมายจะใช้กับอาวุธปล่อยน าวิถี ประเภทอากาศสู่อากาศระยะไกลและอาวุธปล่อยน าวิถีบินหรือจรวด
ร่อน (Cruise Missile) และประเภทเครื่องยนต์ของอาวุธปล่อยน าวิถีประเภทความเร็วสูงจัด Hyper
ื้
ื่
Velocity ซึ่งจะใช้กับพวกอากาศสู่พน เพอท าลายฐานเรดาร์ เช่น อาวุธปล่อยน าวิถี HARM (Hyper
Velocity Anti Radiation Missile) อาวุธปล่อยน าวิถีพวกนี้ความเร็วมากกว่า ๔ เท่าของเสียง
นอกจากเครื่องขับเคลื่อนดังกล่าวข้างต้นแล้ว Nuclear Jet หรือ Nuclear Power Rocket ก็
อาจจะมีเกิดขึ้นมาในอนาคต
ลักษณะการขับเคลื่อนของ Thermal Jet เหล่านี้จะแตกต่างจากลักษณะการขับเคลื่อนของ
ั
เครื่องยนต์ใบพดที่ใช้ขับเคลื่อนเครื่องบินหรือใบจักรที่ขับเคลื่อนเรือ เพราะการขับเคลื่อนของใบพดหรือ
ั
ื่
ใบจักรนั้นเป็นการผลักอากาศหรือน้ าไปข้างหลังเพอท าให้เครื่องบินหรือเรือแล่นไปข้างหน้า ฉะนั้นจึงต้อง
อาศัยมัชฌิมรอบๆ คือ อากาศหรือน้ า จึงจะเคลื่อนไปข้างหน้าได้ ส าหรับเครื่องยนต์เจ็ทนั้น การ
ขับเคลื่อนไม่ได้ขึ้นอยู่กับมัชฌิมรอบๆ ตัว แต่เกิดขึ้นเพราะแก๊สเสียผลักดันท าให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้า
ลักษณะการผลักดันจะเกิดขึ้นภายในเครื่องยนตฺ์เจ๊ทนั้นเอง ถ้าเป็นเครื่องยนต์เจ๊ทที่ไม่ต้องใช้อากาศจาก
ื่
ภายนอก เพอการเผาไหม้ด้วยแล้ว เครื่องยนต์ชนิดนั้นก็สามารถใช้ปฏิบัติการได้ทั้งในบรรยากาศและ
สุญญากาศ คือ ตั้งแต่ระดับพื้นดินจนถึงห้วงอวกาศ (OUTER SPACE)
เชื้อเพลิงขับเคลื่อน (Propellants) เป็นชื่อรวมของเชื้อเพลิง (Fuel) และ เชื้อออกซิเจน
(Oxidizer) ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ เมื่อผสมกันและเกิดปฏิกิริยาทางเคมีกันในห้องเผาไหม้จะท าให้เกิดแก๊สมี
ความร้อนและความดันสูงเป็นจ านวนมาก เมื่อแก๊สนี้ถูกบังคับให้ผ่านท่อไอเสีย พลังงานความร้อนส่วน
ใหญ่ที่มีอยู่จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ ผลักดันอาวุธปล่อยน าวิถีให้ไปข้างหน้า
เชื้อเพลิงขับเคลื่อนนี้ในลักษณะปกติอาจจะเป็นของแข็ง ของเหลว หรือแก๊ส หรืออาจใช้รวมกัน
มากกว่าหนึ่งชนิดก็ได้ ส าหรับที่เป็นแก๊สนั้น โดยมากมักไม่นิยมใช้ทั้งนี้มีเหตุผลสองประการ ประการแรก
คือ ของเหลวหรือของแข็งมีความหนาแน่นสูงกว่าแก๊ส แม้ว่าแก๊สอาจจะถูกอดอย่างสูงได้ แต่จ านวน
ั
เชื้อเพลิงขับเคลื่อนที่เป็นของแข็ง หรือของเหลวสามารถบรรจุไปในที่ที่ก าหนดได้มากกว่า ประการที่
สองก็คือ ผลของการเปลี่ยนพลังงานจากของแข็งหรือของเหลวไปเป็นแก๊สนั้น จะมีผลมากกว่าแก๊สจึงท า
ความเร็วได้สูงขึ้น เพราะฉะนั้นเชื้อเพลิงขับเคลื่อนของอาวุธปล่อยน าวิถี ที่นิยมใช้กันจึงมักเป็นของแข็ง
หรือของเหลวมากกว่า
เครื่องยนต์จรวดประเภท Rocket สามารถท างานนอกบรรยากาศได้ ทั้งนี้เพราะมันบรรทุกเอา
Oxidizer ไปกับตัวมันด้วย โดยไม่ต้องพึ่งอากาศธรรมดาในการเผาไหม้
เครื่องยนต์จรวดประเภท Rocket นี้ แหล่งพลังงานที่สามารถน ามาใช้ประโยชน์ได้มากที่สุด มี
อยู่ ๓ ประเภทด้วยกันคือ
๑. Chemical Combustion
๒. Nuclear Reaction
๓. Electrical Rocket Engine
๕๓
ROCKET ประเภท Chemical Combustion นั้นเป็น Rocket ที่ไม่ต้องการอากาศจาก
ภายนอก การเผาไหม้เกิดจากวัตถุเคมีในตัว Rocket นั่นเอง ฉะนั้นจึงสามารถใช้ได้ทั้งในบรรยากาศและ
สุญญากาศ ให้ความเร็วได้สูงมาก ปัจจุบันนิยมกันมากในการน ามาใช้เป็นส่วนขับเคลื่อนของอาวุธปล่อย
น าวิถี ขีปนาวุธและจรวดส่งดาวเทียมหรือส่งยานอวกาศ ปัจจุบันมีการแบ่งเป็น ๓ ประเภทคือ
๑. เชื้อเพลิงแข็ง (Solid Rocket Propellant)
๒. เชื้อเพลิงเหลว (Liquid Rocket Propellant)
๓. เชื้อเพลิงแบบผสม (Hybrid Rocket Propellant)
เชื้อเพลิงแข็ง โดยทั่วไปแล้วจะประกอบไปด้วย Oxidizer, Fuel และ Binder เชื้อเพลิงที่ใช้
กับอาวุธปล่อยน าวิถีแยกออกได้เป็น ๓ ประเภทคือ
๑. ประเภท Double base เป็นประเภทที่สารเคมี Form ตัวกันในรูป Homogeneous
ิ่
โดยทั่วไปสร้างขึ้นจากการเอา Nitrocellulose มา Dissolved ใน Nitroglycerin เพมเติมด้วยตัว
Binder
๒. ประเภท Composite เป็นประเภทที่สารเคมี Form ตัวกันในรูปของ Heterogeneous
โดยที่ผลึกของ Oxidizer จับตัวกับ Powdered Fuel ใน Matrix ของยางสังเคราะห์ หรือ Plastic ที่เป็น
ตัว Binder เช่น Polybutadiene เป็นต้น โดยทั่วไปดินประเภท Composite เครื่องมือสร้างง่าย ผลิต
และเคลื่อนย้ายง่าย โดยมีอันตรายน้อยกว่าแบบแรก แต่กรรมวิธีทางเทคนิคยากกว่า
๓. ประเภท Composite Double Base ก็คือ การประสมประสานกันระหว่างข้อแรกกับข้อ
สองโดยที่ผลึกของ Oxidizer และ Powdered Fuel จับตัวกันใน Matrix ของ Nitrocellulose,
Nitroglycerin
เครื่องยนต์จรวดชนิดเชื้อเพลิงแข็ง (Solid–Fuel Rocket) ที่เป็นแบบฉบับทั่วไปนั้น จะ
ประกอบด้วยPropellant, Combustion Chamber, Igniter และ Exhaust Nozzle ส าหรับ
Combustion Chamber ที่ใช้กับเชื้อเพลิงแข็งมีหน้าที่ ๒ อย่าง คือ
๑. เป็นที่เก็บ Propellant
๒. เป็นที่เผาไหม้ Propellant
COMPONENTS OF A SOLID ROCKET MOTOR WITH END-BURNING GRAIN
๕๔
ดินขับหรือ Grain ของ Propellant จะมีส่วนผสมของเชื้อเพลิงและ Oxidizer การเผาไหม้ของ
Grain จะเร็วหรือช้าขึ้นอยู่กับพื้นผิวที่เผาไหม้ ถ้าพื้นผิวมากก็จะไหม้รวดเร็ว ถ้าพื้นผิวมีน้อยการเผาไหม้ก็
ื้
ื่
จะช้าลง ฉะนั้น Grain ของ Propellant จึงท าเป็นแบบต่างๆ เพอให้มีพนผิวการเผาไหม้แตกต่างกันตาม
ความต้องการ เนื่องจาก Grain ของ Propellant มีรูปร่างต่างๆ กัน ฉะนั้นใน Chamber จะต้องจัด
ให้มีที่ส าหรับยึดหรือรองรับ Grain ไว้ให้อยู่ในต าแหน่งที่ต้องการ นอกจากนั้นยังมี Trap ส าหรับ
ื่
ุ
ป้องกันอนุภาคของ Propellant ที่กระเด็นออก เพอไม่ให้เกิดการอดตันขึ้นที่คอคอด และยังมี
Resonance Rods ส าหรับเก็บหรือดูดความสั่นที่เกิดขึ้นใน Chamber ด้วย
EXHAUST NOZZLE คือ ทางผ่านของแก๊สที่เกิดจากการเผาไหม้ เพอไหลออกไปสู่ภายนอก
ื่
พื้นที่ที่ส าคัญที่สุดของมันคือ พื้นที่หน้าตัด (Cross Section) ที่ปากคอและปลายสุดของมัน หน้าที่ของ
Nozzle ก็คือ ท าหน้าที่เพิ่มความเร็วของแกส โดยน้ าหนักของแก๊สที่ผ่านไปในพนที่หน้าตัดในเวลาหนึ่งจะ
๊
ื้
ื่
คงที่เสมอ ท าให้ความเร็วของแก๊สเพมขึ้น ณ.จุดซึ่งพนที่หน้าตัดแคบหรือตีบ ทั้งนี้เพอรักษาเรโชของ
ิ่
ื้
น้ าหนักให้คงที่ไว้ส าหรับการไหลในพื้นที่หน้าตัดกว้างขึ้น ความเร็วของแกสก็จะลดลง Exhaust Nozzle
๊
นี้ จะต้องสร้างอย่างแข็งแรง เพราะว่าไอเสียของ Jet มีความร้อนสูงมาก
DEVELOPMENT OF THRUST IN ROCKET MOTOR
การท างานของเครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิงแข็งอย่างง่าย ๆ ก็คือ Propellant จะถูกจุดด้วย
ไฟฟาที่เรียกว่า Igniter Squib จากนั้นเปลวไฟก็จะพนหรือระเบิดออกไปจุด Propellant และเผาไหม้
่
้
ต่อเนื่องกันไป จนกว่าจะหมดในระหว่างที่เกิดการเผาไหม้นั้นจะเกิดความร้อนอย่างมากมายไปสู่ผนังของ
Chamber เพื่อลดความร้อนดังกล่าว วิธีหนึ่งที่ท าได้ก็คือ ใช้ดินขับแบบ Hollow-Restricted Charge คือ
มีรูกลวงเป็นหลอดข้างใน ซึ่งมันจะไหม้เฉพาะภายในรูกลวงนั้นเท่านั้น Grain ด้านนอกที่ยังไหม้ไม่ถึงก็จะ
ทรงตัวเป็นฉนวนกันความร้อนไว้ และการเป็นฉนวนนี้ก็จะค่อยๆ น้อยลงในขณะที่ Grain นั้นถูกเผาบางลง
บางลง
๕๕
SOLID PROPELLANT CHARGE สามารถแบ่งออกได้เป็น ๒ ประเภท คือ
๑. การเผาไหม้ถูกจ ากัด (Restricted Burning)
๒. การเผาไหม้ไม่ถูกจ ากัด (Unrestricted Burning)
การเผาไหม้ถูกจ ากัด (Restricted Burning) ดินขับแบบนี้จะมีผิวที่ไม่ได้ปิดของมันห่อหุ้มด้วย
ั
ื้
Inhibitor ซึ่งสามารถควบคุมอตราการเผาไหม้ไว้ได้โดยการจ ากัดพนที่เผาไหม้ตามที่ต้องการ การใช้
Inhibitor จะมีผลท าให้เวลาของการเผาไหม้ของดินขับนานขึ้น และช่วยควบคุมความกดใน
Combustion Chamber ได้ด้วย Inhibitor มีหน้าที่คล้ายกระดาษมวนบุหรี่นั้นเอง การเผาไหม้แบบนี้
ให้ Thrust น้อย แต่มีระยะเวลาเผาไหม้นาน
การเผาไหม้ไม่ถูกจ ากัด (Unrestricted Burning) ดินขับแบบนี้ยอมให้มีการเผาไหม้บนผิวโดย
ตลอดโดยทันที ในการเผาไหม้แบบนี้จะให้ Thrust เป็นจ านวนมากในระยะเวลาอันสั้น
SOLID PROPELLANT GRAINS
A : Restricted burning
B : Restricted bored
C : Unrestricted burning
D : Grain patterns
เชื้อเพลิงเหลว โดยทั่วไปก็จะมีสารเคมีเป็น Oxidizer และ Fuel คล้ายกับเชื้อเพลิงแข็ง แต่มีข้อ
แตกต่างกันบ้าง คือ Oxidizer และ Fuel เป็นของเหลวทั้งคู่ และแทนที่จะ binder กลับมีตัว Catalyst
แทน เช่น
๑. Oxidizer เช่น ออกซิเจนเหลว กรดไนตริก ฯลฯ
๒. เชื้อเพลิง (Fuel) เช่น Gasoline, Alcohol, Hydrogen เหลว
๕๖
ื่
๓. ตัว Catalyst เพอช่วยเร่งปฏิกิริยาในการ Decomposition หรือ Reaction (Sodium
permanganate ฯลฯ)
ิ่
๔. Inert additive สารนี้ไม่ได้มีส่วนในการสร้าง Energy เพมเติมที่ Release ออกจาก
ี
ิ่
ุ
Chemical reaction แต่มีส่วนในการเพม Thrust ให้สูงขึ้นอกเล็กน้อยหรือช่วยในการลดอณหภูมิใน
การเผาไหม้ โดยการเพมอัตราการไหลของ Propellant เช่น น้ า
ิ่
เครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงเหลวจะมีส่วนประกอบที่ส าคัญในระบบ ดังนี้คือ PROPELLANT,
PROPELLANT FEED SYSTEM, COMBUSTION CHAMBER, IGNITER และ EXHUAST NOZZLE
เชื้อเพลิง (Propellant) ที่ใช้ในเครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงเหลวส่วนมาก โดยเฉพาะ Liquid
Oxidizing agent มักจะมีคุณสมบัติอย่างใดอย่างหนึ่งทีเป็นจุดออน ดังนั้นจึงได้มีการพยายามหา
่
ส่วนผสมต่างๆ เพื่อมาชดเชยจุดอ่อนนี้ จึงท าให้เกิดการแบ่งประเภทเชื้อเพลิงเหลวขึ้นมาอกครั้ง ดังนี้
ี
๑. MONOPROPELLANT ประกอบด้วย Oxidizing agent และสารที่เผาไหม้
(Combustible matter) ผสมอยู่ในเนื้อเดียวกัน เช่น Nitro methane กับ Hydrazing แต่
Monopropellant มีข้อเสียที่ว่าจะ stable อยู่เฉพาะในสภาพบรรยากาศปกติเท่านั้นแต่จะแยกตัว
(Decompose) และระเหยเป็น Combustible gas ขึ้นมา เมื่ออณหภูมิสูงขึ้น ข้อดีก็คือ ระบบการป้อน
ุ
เชื้อเพลิงสร้างง่ายเพราะมีอยู่ชนิดเดียว
๒. BIOPROPELLANT มีสารสองประเภทแยกกันอยู่ คือ Oxidizer และ Fuel เมื่อ
ต้องการจะถูกส่งไปรวมกัน ณ ห้องสันดาป จรวดเชื้อเพลิงเหลวส่วนใหญ่ใช้ระบบนี้
๓. CRYOGENIC PROPELLANT เป็นชนิดที่ใช้ Gas เหลวที่อุณหภูมิต่ า เช่น ออกซิเจนเหลว
(-๒๙๗ องศาฟาเรนไฮต์) หรือ ไฮโดรเจนเหลว (-๔๒๓ องศาฟาเรนไฮต์) ปัญหาของระบบนี้ก็คือการ
ป้องกันการรั่วซึมของ Gas ที่ระเหยออกมา
การสร้างจรวดเชื้อเพลิงเหลวนั้นยากกว่าจรวดเชื้อเพลิงแข็งมาก เนื่องจากในระบบต้องมีส่วน
่
ต่าง ๆ ได้แก เชื้อเพลิง (Propellant) ถังเก็บเชื้อเพลิง (Propellant Chamber) ระบบเชื้อเพลิงป้อนเข้าสู่
่
ห้องสันดาป (Propellant feed system) ท่อพนแก๊ส (Exhaust nozzle) และ ฯลฯ ต้องมีการตรียมการ
มากก่อนยิง ดังนั้นจึงเหมาะส าหรับ จรวดขนาดใหญ่ ๆ ทางยุทธศาสตร์หรืองานด้านอวกาศ
ส าหรับระบบเชื้อเพลิงป้อนเข้าสู่ห้องสันดาปนั้น จะเป็นระบบที่ใช้ฉีด Fuel และ Oxidizer เข้า
ไปในห้องเผาไหม้ แบ่งออกได้ ๒ ชนิด คือ
๑. PRESSURE FEED TYPE
๒. PUMP FEED TYPE
๑) PRESSURE FEED TYPE ยังแบ่งออกได้อีก ๒ อย่าง คือ
ื่
ั
๑.๑ STORED PRESSURE SYSTEM เป็นชนิดที่ในระบบมีการอดอากาศหรือแก๊สอนไว้ใน
ตัวอาวุธปล่อยน าวิถีก่อนที่จะยิง มีลิ้นบังคับให้ฉีดเข้าไปในถังเก็บเชื้อเพลิง (Propellant) และดัน
เชื้อเพลิงนั้น เข้าไปสู่ห้องเผาไหม้ต่อไปตามต้องการ
๕๗
๑.๒ GENERATED PRESSURE SYSTEM เป็นชนิดที่ใช้สารที่สามารถให้ความกดดันได้สูง
ระหว่างการใช้บรรจุอยู่ในอาวุธปล่อยน าวิถี เช่น Hydrogen Peroxide ซึ่งเมื่อผ่าน Catalyst ก็จะท าให้
เกิดการสลายตัว ให้ไอระเหยความกดสูงและไอระเหยนี้เอง จะไปดันเชื้อเพลิงในถังต่อไป
๒) PUMP FEED TYPE ชนิดนี้ทั้ง Fuel และ Oxidizer ต่างก็มีเครื่องสูบ (Pump)
โดยเฉพาะเครื่องสูบทั้งสองจะถูกขับด้วยกังหันเทอร์ไบน์ที่ใช้แก๊ส ที่เกิดจากสารเคมีที่บรรจุอยู่ในจรวดมา
ท าให้มันหมุนเรียกว่า Turbine Pump System บางชนิดก็ใช้ไอเสียของเครื่องยนต์จรวด (Rocket
Motor) มาหมุนกังหันเทอร์ไบน์ ซึ่งวิธีนี้เรียกว่า Turbo Pump System
เนื่องจากความร้อนที่เกิดภายในห้องเผาไหม้ของจรวดเชื้อเพลิงเหลวสูงมาก ฉะนั้นการระบาย
ความร้อนของผนังภายในห้องเผาไหม้ คอและปากท่อไอเสียจึงเป็นสิ่งส าคัญยิ่ง การใช้งานโดยไม่มีการ
ระบายความร้อนนานๆ จะท าให้ลด Physical Strength และอาจจะท าให้เครื่องยนต์ละลายได้เป็น
บางส่วน ฉะนั้นจึงใช้การระบายความร้อนด้วยวิธี Regenerative Cooling คือก่อนที่จะฉีดเข้าไปในห้อง
เผาไหม้นั้น Fuel หรือ Oxidizer จะต้องหมุนเวียนจากข้างหน้าไปข้างหลังระหว่างผนังของห้องเผาไหม้
ความร้อนจะถูก Fuel หรือ Oxidizer ดูดเอาไว้ ท าให้ผนังห้องเผาไหม้ได้ระบายความร้อนออกและใน
ี
ิ่
ขณะเดียวกันเชื้อเพลิงนั้นเอง ก็จะเพมก าลังงานเริ่มแรกด้วย วิธีระบายความร้อนอกอย่างหนึ่ง คือ Film
Cooling Procedure ซึ่งจะมีการฉีด Fuel หรือ Oxidizer หรือของเหลวที่ Nonreactive บางชนิด
บางส่วนเข้าไปในห้องเผาไหม้ ณ ที่ Critical Points ของเหลวนั้นจะก่อตัวเป็น Film ป้องกันอยู่บนผนัง
ด้านในและดูดความร้อนจากผนัง ในขณะที่มันระเหยออก
STORED-PRESSURE FEED SYSTEM OF A LIQUID ROCKET
๕๘
LIQUID PROPELLANT FEED SYSTEMS
A : Generated pressure system
B : Pump - feed system
เครื่องยนต์จรวดที่ใช้เชื้อเพลิงแข็งและใช้เชื้อเพลิงเหลวแต่ละอย่างย่อมมีการใช้ และข้อจ ากัด
ของมันเอง คือ เครื่องยนต์จรวดที่ใช้เชื้อเพลิงแข็งมีเวลาการเผาไหม้สั้น ออกแบบง่าย มีโครงสร้างแข็งแรง
และการท างานไม่เป็นจังหวะหรือหยุดๆ เดินๆ เป็นห้วงๆ คือจะท างานเรียบต่อเนื่องกันไป ส่วน
เครื่องยนต์จรวดที่ใช้เชื้อเพลิงเหลวนั้นมีเวลาการเผาไหม้นานกว่า การออกแบบค่อนข้างซับซ้อนยุ่งยาก
เชื้อเพลิงแบบผสม ได้แก่ แบบที่มีเครื่องยนต์ทั้งเชื้อเพลิงแข็งและใช้เชื้อเพลิงเหลวในตัวจรวด
ตัวเดียวหรือชุดเดียวกัน บางชนิดใช้ Fuel จะเป็น Solid และ Oxidizer เป็น Liquid ซึ่งจะแตกต่างจาก
เชื้อเพลิงแข็งและเชื้อเพลิงเหลว ตามปกติโดยทั่วไปข้อดีของระบบดังกล่าวนี้คือ ให้แรงขับดันสูงกว่า
นอกจากนี้ความร้อนที่เกิดขึ้นจะถูกจ ากัดในพื้นที่เล็กๆ บริเวณห้องสันดาปเท่านั้น
ในส่วนของการออกแบบจรวดประเภท Chemical Combustion มีงานอยู่หลายสาขาวิชาที่
เกี่ยวข้องทั้งเคมี ฟิสิกส์ และเครื่องกล อันมีผลเกี่ยวเนื่องกันในที่นี้จะยังไม่ขอกล่าวถึงเพราะมีความยุ่งยาก
ซับซ้อนอยู่ค่อนข้างมาก
เครื่องยนต์จรวดโดยทั่วไปนั้น จะต้องมีคุณสมบัติที่ส าคัญ ดังนี้
๑. แรงขับ(Thrust) ในการเดินทางเกือบคงที่เว้นแต่แรงขับที่ใช้เร่งความเร็วในระยะต้น
(Booster)
๒. เครื่องยนต์จรวดจะท างานในตัวกลาง (Medium) ใดๆ ก็ได้หรือแม้แต่ในสุญญากาศ
๓. เครื่องยนต์มีส่วนเคลื่อนไหวน้อย
๔. อัตราหมดเปลืองของเชื้อเพลิงขับเคลื่อน (PROPELLANT) สูง
๕. เวลาเผาไหม้ของเชื้อเพลิงขับเคลื่อน (PROPELLANT) สั้น
๕๙
ี
๖.เครื่องยนต์จรวดบางแบบไม่จ าเป็นต้องใช้ Booster ก็สามารถมีก าลังเพยงพอที่มันจะขึ้นสู่
อากาศได้
ลักษณะการขับเคลื่อนของ Thermal Jet ที่กล่าวข้างต้น จะแตกต่างจากลักษณะการขับเคลื่อน
ั
ของเครื่องยนต์ใบพดที่ใช้ขับเคลื่อนเครื่องบินหรือใบจักรที่ขับเคลื่อนเรือ เพราะการขับเคลื่อนของใบพด
ั
หรือใบจักรนั้นเป็นการผลักอากาศหรือน้ าไปข้างหลัง เพื่อท าให้เครื่องบินหรือเรือแล่นไปข้างหน้า ฉะนั้นจึง
ต้องอาศัยมัชฌิมรอบๆ คือ อากาศหรือน้ าจึงจะเคลื่อนไปข้างหน้าได้ ส าหรับเครื่องยนต์เจ็ทนั้นการ
ขับเคลื่อนไม่ได้ขึ้นอยู่กับมัชฌิมรอบๆ ตัว แต่เกิดขึ้นเพราะแก๊สเสียผลักดันท าให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้า
ลักษณะการผลักดันจะเกิดขึ้นภายในเครื่องยนต์เจ๊ทนั้นเอง ถ้าเป็นเครื่องยนต์เจ๊ทที่ไม่ต้องใช้อากาศจาก
ภายนอกเพอการเผาไหม้ด้วยแล้ว เครื่องยนต์ชนิดนั้นก็สามารถใช้ปฏิบัติการได้ทั้งในบรรยากาศและ
ื่
สุญญากาศ คือ ตั้งแต่ระดับพื้นดินจนถึงห้วงอวกาศ (Outer space)
Rocket ประเภท Nuclear reaction เครื่องยนต์จรวดประเภทนี้เป็นระบบที่มีรากฐานมาจาก
ระบบเชื้อเพลิงเหลวเช่นเดียวกัน แตกต่างกันที่การสร้างแก๊สร้อนขึ้นมานั้นไม่ได้เกิดจากปฏิกิริยาเคมี แต่
โดยอาศัยพลังงานที่เกิดขึ้นจากการ Transformation ภายใน Nucleus ของอะตอมเป็นแรงขับดันอาวุธ
ิ
ปล่อยน าวิถี เครื่องยนต์จรวดแบบนี้ จ าเป็นจะต้องพจารณาอย่างรอบคอบ เพราะเป็นเครื่องก าเนิดพลัง
นิวเคลียร์ ที่จะเพมทั้งความเร็วและรัศมีท าการของอาวุธปล่อยน าวิถีอย่างมหาศาล และจะท าให้ระบบ
ิ่
ขับเคลื่อนในปัจจุบันทั้งหลายต้องพ้นสมัยไป จากการใช้เป็น Major Power Plant แต่จะลดลงมาเป็น
Booster ของจรวดที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์เพอจะช่วยเร่งขึ้นจากพนดินให้เร็วขึ้นระยะหนึ่งทั้งนี้เพอป้องกัน
ื่
ื่
ื้
สิ่งที่มีกัมมันตภาพรังสีภายในบริเวณที่ยิง
เครื่องยนต์จรวดแบบนี้ ได้ท าการศึกษากันอยู่ ๓ แบบ แต่ยังไม่อาจถือได้ว่าผ่านการพฒนาอย่าง
ั
เต็มขนาดจนน ามาใช้งานได้อย่างแท้จริงทั้ง ๓ แบบ คือ แบบ Fission reaction, Radioactive isotope
decay และ Fission reaction หลักการของเครื่องยนต์จรวดแบบนี้ก็คือ การส่งผ่านความร้อนไปให้
Working fluid ซึ่งปกติจะใช้ไฮโดรเจนเหลวซึ่งเมื่อได้รับความร้อนก็จะขยายตัวผ่าน Nozzle และ ณ จุดนี้
จะถกเร่งไปสู่จุด High ejection velocities (๒๐,๐๐๐-๓๕,๐๐๐ ฟุตต่อวินาที)
ู
ข้อดีอนหนึ่งที่ส าคัญในการใช้พลังงานนิวเคลียร์ก็คือ มันให้แหล่งความร้อนที่เกือบจะไม่รู้จัก
ั
หมด อาวุธปล่อยน าวิถีที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานนิวเคลียร์ เชื้อเพลิงเกือบจะเหลือคงที่หรือเกือบจะไม่สึก
ี
หรอเลยตลอดการโคจร เพียงแต่เชื้อเพลิงส าหรับเริ่มให้เกิดปฏิกิริยาเท่านั้นก็เพยงพอส าหรับปฏิบัติงานได้
ื่
ตลอดไป เว้นแต่สารอย่างอนที่เป็นของเหลว ซึ่งอาวุธปล่อยน าวิถีต้องการใช้เพอรับความร้อนที่เกิดจาก
ื่
Power Plantและแปรสภาพเป็นแก๊สที่ใช้เป็น Thrust
ปัญหาใหญ่ที่หนักและเผชิญหน้าต่อพวกช่างอยู่ในขณะนี้ก็คือ การป้องกันความเสียหายจาก
ี
กัมมันตภาพรังสีที่จะเกิดขึ้นแก่เจ้าหน้าที่ที่ฐานยิง และอกประการหนึ่งก็คือ การปรับปรุงเครื่องก าเนิด
ั
พลังงานปรมาณูให้มีขนาดเล็กพอที่จะใส่เข้าไปในอาวุธปล่อยน าวิถีได้ ซึ่งจะต้องมีการพฒนาในด้านเทคนิค
อย่างกว้าง ขวางต่อไป ก่อนที่จะน าเอาพลังงานนิวเคลียร์มาใช้เป็นก าลังขับเคลื่อนอาวุธปล่อยน าวิถี
๖๐
JET–PROPULSION POWER PLANT
MECHANICAL JETS THERMAL JETS
ATMOSPHERIC JETS ROCKETS
TURBORAM TURBOJET RAMJETS PULSEJETS
TS
CENTRIFUGAL AXIAL SUPER SUB
FLOW FLOW SONIC SONIC
LIQUID PROPELLANT SOLID PROPELLANT HYBRIDS NUCLEAR
PRESSURE PUMP RESTRICTED UNRESTRICTED DTRM
FEED FEED BURNING BURNING
CLASSIFICATION OF MISSILE JET POWER PLANTS
Rocket ประเภท Electrical rocket engine เครื่องยนต์จรวดประเภทนี้ได้ค้นคว้ากันขึ้นมา ๓
ชนิด ชนิดที่หนึ่งคือ แบบ Electrothermal (Resistant–arc heating) rocket engine ซึ่งแปลงพลังงาน
ไฟฟาไปเป็นความร้อน โดยการใช้การ arc ระหว่าง electrodes สองตัว อนจะท าให้อณหภูมิของ
ุ
ั
้
working fluid สูงขึ้น ขณะไหลผ่านจุด arc จากนั้นการท างานก็เช่นเดียวกับ Nuclear rocket
engine เครื่องยนต์แบบนี้ นิยมออกแบบใช้กันมากในดาวเทียมต่างๆ
ี
ส่วนอกสองแบบคือ Electrostatic (หรือเรียกอกอย่างหนึ่งว่า Ion propulsion) และแบบ
ี
Electromagnetic (Magnetoplasma) ใช้หลักการที่ต่างไปจากเครื่องยนต์แบบแรกอย่างสิ้นเชิง โดยใน
แบบ Ion rocket working fluid จะถูก Ionized จากนั้น Ion ก็จะถูกเร่งไปสู่ความเร็วระดับสูงด้วย
พลังงานสนามแม่เหล็ก ส าหรับในเครื่องยนต์แบบ Magnetoplasma electric plasma จะถูกเร่งโดย
ปฏิกิริยาระหว่างกระแสไฟฟ้าและพลังงานสนามแม่เหล็ก
๖๑
ระบบ Electrical propulsion นี้ส่วนใหญ่มักประยุกต์ใช้กับการเปลี่ยนแปลงวงจรโคจรของ
้
ดาวเทียม การแก้ไขขีปนวิธีของยานอวกาศ การควบคุมระดับความสูง ฯลฯ ซึ่งแหล่งพลังงานทางไฟฟา
อาจได้มาจากพลังงานแสงอาทิตย์
การเพมแรงขับเคลื่อนอาจท าได้โดยการใช้ส่วนขับเคลื่อนมากกว่าหนึ่งหน่วยได้ เช่น อาจใช้
ิ่
ื่
จรวดส่งก าลัง (Booster Rocket) เพอเร่งความเร็วของอาวุธให้ได้ความเร็วโคจรที่ต้องการ ก่อนที่เครื่อง
ขับในตัวอาวุธจะเริ่มท างานเมื่อจรวดส่งก าลังหมดแรงขับเคลื่อน มันก็จะแยกตัวออกจากอาวุธ ดังในรูป
ข้างล่าง
อาวุธปล่อยน าวิถีส่วนมากจะใช้จรวดส่งก าลังในการเร่งความเร็วให้อาวุธมีความเร็วโคจรตามที่
ต้องการ จากนั้นเครื่องขับเคลื่อนในตัวอาวุธปล่อยน าวิถีจะรับช่วงต่อ โดยจะท าให้เกิดแรงขับเคลื่อน
ี
เพยงพอส าหรับรักษาความเร็วโคจรของอาวุธให้คงที่ตามที่ก าหนด ในระบบขับเคลื่อนด้วยตัวเองนั้นจะมี
เครื่องขับที่ท าให้เกิดแรงปฏิกิริยาส าหรับเคลื่อนอาวุธ เครื่องขับเคลื่อนนี้อาจเป็นเครื่องไอพน (jet
่
engine) เช่นที่ใช้กับอาวุธต่อสู้อากาศยานบางชนิด หรือเป็นเครื่องจรวด (rocket engine) ที่ใช้กับ
ขีปนาวุธพสัยไกล เช่น ขีปนาวุธโพลาริส ซึ่งต้องอาศัยแรงขับจากเครื่องยิง ในการส่งตัวให้พนจากท่อยิง
้
ิ
ื่
และน้ า ก่อนที่ระบบเครื่องขับจรวดจะเริ่มท างาน เครื่องส่งก าลังอาจต่อขนานกันเพอให้เกิดแรงขับสูงหรือ
ต่ออนุกรมเพอให้มีความเร็วสูง เครื่องขับเคลื่อนหลายๆ ตอน ที่แต่ละตอนท างานเฉพาะช่วงเวลาที่
ื่
ก าหนดจะท าให้ขีปนาวุธพิสัยไกลมีความเร็วสูงมากตามที่ต้องการ
๖๒
การแบ่งชั้นบรรยากาศ
บรรยากาศที่ห่อหุ้มโลกเรานั้น แบ่งออกได้เป็นชั้น ๆ ดังนี้
ATMOSPHERIC REGIONS UPPER ATMOSPHERE COMPOSITION
ื้
TROPOSPHERE เป็นชั้นต่ าสุดจากพนโลกขึ้นไปสูงประมาณ ๑๐ ไมล์ มีลักษณะไม่คงที่
แปรเปลี่ยนจาก ๕.๕ ไมล์ ที่บริเวณขั้วโลกไปจนถึงประมาณ ๑๑ ไมล์ ที่บริเวณเส้นศูนย์สูตร บรรยากาศ
ุ
ชั้นนี้เราจะเห็นความแตกต่างของเมฆ หิมะ ฝน และการเปลี่ยนแปลงเป็นฤดูต่างๆ อณหภูมิของ
บรรยากาศชั้นนี้จะลดลงตามความสูงและเป็นชั้นบรรยากาศที่มีความหนาแน่นของอากาศสูง ฉะนั้นแพน
อากาศ (Aerodynamic Surface/Airfoils) จึงสามารถท างานได้ผลในการบังคับอาวุธปล่อยน าวิถี แต่มี
ข้อเสียคือท าให้เกิดแรงฉุด (Drag) จ านวนมากและถ้าอาวุธปล่อยน าวิถีโคจรหรือเดินทางด้วยความเร็วสูง
มาก การขัดสี (Friction) ของความหนาแน่นของอากาศชั้นนี้จะท าให้ผิวของอาวุธปล่อยน าวิถีมีความร้อน
สูงมาก ถ้าหากท าด้วยโลหะธรรมดาก็อาจจะละลายได้ในที่สุด
STRATOSPHERE เป็นชั้นที่อยู่เหนือชั้น TROPOSPHERE มีความสูงขึ้นไปจากน้ าทะเล
ประมาณ ๔๐-๕๐ ไมล์ อุณหภูมิในบรรยากาศชั้นนี้จะไม่ลดลงตามความสูง แต่จะค่อนข้างคงที่และอาจจะ
ค่อยๆ เพิ่มขึ้นในระดับสูงขึ้นไป การที่ตอนบนมีอณหภูมิสูงกว่าเช่นนี้ก็เนื่องจากการรวมของโอโซน ซึ่งถูก
ุ
ท าให้ร้อนโดยรังสี Ultraviolet จากดวงอาทิตย์(โอโซนเป็นก๊าซซึ่งเกิดจากการคายประจุไฟฟาเข้าไปใน
้
ออกซิเจน) ส่วนประกอบของบรรยากาศในชั้นนี้จะคล้ายคลึงกับชั้น Troposphere แต่จะไม่มีความชื้น
อยู่เลย สาเหตุเพราะชั้นบรรยากาศชั้นนี้มีความหนาแน่นของอากาศน้อยมาก จึงท าให้ยานที่ขับเคลื่อน
ด้วยใบพัดไม่สามารถผ่านทะลุไปได้ ส่วนอาวุธปล่อยน าวิถีที่อาศัยหลักการทางอากาศพลศาสตร์ Airfoil
๖๓
ี
จะได้ผลในการบังคับน้อยมากและย่านบนสุดของชั้นนี้ก็เป็นอกบริเวณหนึ่งที่มีการแปรปรวนของอากาศ
อย่างรุนแรง
IONOSPHERE เป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่เหนือชั้น STRATOSPHERE ขึ้นไปจนถึงระยะประมาณ
้
ุ
๒๕๐ ไมล์ จากระดับน้ าทะเล เป็นชั้นที่อดมไปด้วยโอโซนและประจุไฟฟา ประกอบด้วย Series of
Electric field Layers ที่ห่อหุ้มโลกอยู่ ชั้นบรรยากาศชั้นนี้มีความส าคัญเกี่ยวกับคลื่นวิทยุเพราะมัน
สามารถที่จะท าให้คลื่นวิทยุหักเหหรือโค้งได้ คุณสมบัติอนนี้ท าให้สามารถส่งคลื่นวิทยุไปยังด้านตรงข้าม
ั
ของโลกได้โดยอาการ หักเหและสะท้อนที่เกิดใน Ionosphere และผิวโลก เรื่องราวต่างๆ เกี่ยวกับ
คุณสมบัติทางฟิสิกส์ในชั้นนี้ยังรู้น้อย จึงได้มีการส่งจรวดที่บรรทุกเครื่องมือขึ้นไปโคจรตรวจอณหภูมิความ
ุ
กด และส่วนผสมของอากาศและคุณสมบัติทางไฟฟ้า
การก าหนดความเร็วของอาวุธปล่อยน าวิถีและย่านความเร็วของเสียง
ความเร็วของอาวุธปล่อยน าวิถีคิดเป็น MACH NUMBER ไม่ได้คิดเป็นไมล์ต่อชั่วโมง หรือน๊อต
ตามที่เคยรู้จักกัน MACH NUMBER นี้เป็นหน่วยวัดความเร็วโดยเปรียบเทียบกับความเร็วของเสียงคือ
เอาความเร็วของวัตถุนั้น (อาวุธปล่อยน าวิถี) เปรียบเทียบเป็นอตราส่วนกับความเร็วเสียงในแห่งเดียวกัน
ั
ตัวอย่างเช่น ถ้าอาวุธปล่อยน าวิถีมีความเร็วเท่ากับ ๑/๒ เท่า ของความเร็วเสียงในแห่งเดียวกันเราเรียกว่า
อาวุธปล่อยน าวิถีนั้น มีความเร็ว ๐.๕ มัค ถ้าหากมีความเร็วเป็น ๒ เท่า ก็เรียกว่าอาวุธปล่อยน าวิถีมี
ความเร็วเป็น ๒ มัค
90,000 ------------------------------------------------- ROCKET RAMJET
80,000 ------------- TURBOJET
5,000 --- TURBOPROP
10,000
5,000 ---PULSEJET, RAMJET
ALTITUDE, FEET
1 2 3 4 5
SPEED, MACH NUMBER
๖๔
ย่านความเร็วของเสียงแบ่งออกได้เป็น ๔ ย่าน ดังนี้
๑) SUBSONIC คือ การบินที่กระแสอากาศไหลผ่านผิวพนของปีกด้วยความเร็วต่ ากว่าความเร็ว
ื้
เสียง ถ้าอยู่ในย่านต่ ากว่า ๐.๗๕ มัค เรียก LOW SUBSONIC ถ้าสูงกว่าเรียก HIGH SUBSONIC
ื้
๒) TRANSONIC คือ การบินที่กระแสอากาศไหลผ่านผิวพนของปีกด้วยความเร็วเปลี่ยนแปลง
ื้
ผสมกันบางพนที่มีความเร็วต่ ากว่าเสียงและบางพนที่มากกว่าเสียง เขตจ ากัดของความเร็วย่านนี้ไม่
ื้
สามารถก าหนดให้แน่นอนได้ ปกติจะอยู่ในระหว่างประมาณ ๐.๗๕ - ๑.๒ มัค
๓) SUPERSONIC คือ การบินที่กระแสอากาศไหลผ่านผิวพนของปีกด้วยความเร็วมากกว่า
ื้
ความเร็วเสียงโดยสม่ าเสมอ ความเร็วในย่านนี้จะมีความเร็วตั้งแต่ ๑.๒ - ๕ มัค
๔) HYPERSONIC คือ ช่วงระยะการโคจรของอาวุธปล่อยน าวิถีที่มีความเร็วขนาดตั้งแต่ ๕ มัค
ขึ้นไป
ส่วนควบคุมบังคับการโคจร
การควบคุมบงคับ
ั
ุ
การควบคุมบังคับอาวุธปล่อยไม่น าวิถี ให้อยู่ในวิถีโคจรที่ต้องการ กระท าได้โดยอาศัยอปกรณ์
ทรงตัวในตัวเอง (Reflexive Stabilizing Device) ส่วนการจะให้ถูกเป้าหมายนั้นจะต้องท าการเล็งก่อนท า
การยิง โดยทั่วไปการทรงตัวตามวิถีโคจรจะอาศัยการทรงตัวด้วยการหมุน (Spin Stabilization) หรือการ
ทรงตัวด้วยครีบ (Fin Stabilization)
การทรงตัวด้วยการหมุน (Spin Stabilization) เป็นวิธีที่สะดวกและใช้กันแพร่หลายในการ
ควบคุมการทรงตัวของอาวุธที่ใช้แรงขับจากเครื่องยิง เช่น กระสุนปืน เป็นต้น การหมุนเกิดขึ้นในขณะยิง
โดยผลจากการเคลื่อนตัวของกระสุนไปตามล ากล้องจะช่วยรักษาการทรงตัวทั้งแกนตั้ง แกนนอน และแกน
ขวาง อย่างมีประสิทธิภาพ
การทรงตัวด้วยครีบ (Fin Stabilization) การใช้ครีบในการทรงตัวของอาวุธในขณะโคจรผ่าน
ตัวกลางจะใช้ในสุญญากาศไม่ได้ ส าหรับในอากาศจะใช้ได้ต่อเมื่ออาวุธมีความเร็วสูงมาก อาวุธที่
ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยิงจะต้องมีรูปร่างพิเศษเฉพาะถ้าจะใช้วิธีทรงตัวด้วยครีบ เพราะอาวุธโคจรไม่เร็วนัก
ั
ี
และอากาศที่พดผ่านครีบมีความเร็วน้อยไม่เพยงพอแก่การทรงตัว ในบางครั้งอาจต้องใช้จรวดส่งก าลังที่มี
แรงขับสูงติดท่อพ่นให้เอียงท ามุมให้เกิดแรงหมุน ในขณะที่ท าให้เกิดแรงขับไปข้างหน้าด้วย
ิ
การทรงด้วยครีบและการหมุน ลูกปืน ค เป็นแบบพเศษชนิดหนึ่งของอาวุธที่อาศัยแรงขับจาก
เครื่องยิงซึ่งใช้ทั้งวิธีการทรงตัวด้วยครีบและการหมุน ในการควบคุมการทรงตัวในขณะโคจร
การควบคุมอาวุธปล่อยน าวิถี อาวุธปล่อยน าวิถีถูกสร้างให้
สามารถเคลื่อนที่ไปตามวิถีโคจรที่ก าหนดได้โดยอาศัยทั้งวิธีท าการ
ทรงตัวด้วยตัวเอง (Reflexive Stabilizing Methods) และวิธีรับ
คลื่นควบคุม (Active Error Sensing) จึงมักใช้แผ่นควบคุม
(Control Surfaces) ซึ่งจะรับอาการของอากาศหรือน้ าในการ
๖๕
ควบคุมการทรงตัว แต่ขีปนาวุธซึ่งต้องโคจรผ่านสุญญากาศจะต้องใช้เครื่องจรวดช่วย (Reaction Device)
แผ่นควบคุม แผ่นควบคุมทิศทางที่ขยับไปมาได้ เมื่อปะทะกับอากาศหรือน้ า ตามกฎของอากาศ
พลศาสตร์ (Aerodynamic) และพลศาสตร์ทางน้ า (Hydrodynamic) จะท าหน้าที่ควบคุมบังคับอาวุธ
ในขณะโคจร
ขีปนาวุธมักจะใช้แรงผลัก (Thrust) ในการช่วยควบคุมการทรงตัวของอาวุธหรือเปลี่ยนทิศทาง
่
โคจรของมัน ผลของแรงผลักจะเริ่มขึ้นโดยการกระดกหัวท่อพนของเครื่องยนต์ที่วางทางระดับ โดยใช้
แผ่นควบคุมสะท้อนแรงที่อยู่ในเครื่องเจ๊ตหรือโดยแยกควบคุมเครื่องเจ๊ตที่เราใช้แรงผลักในการแก้อตราผิด
ั
จากการเบี่ยงเบนของวิถีโคจร
่
เราอาจใช้ท่อพน ๔ ท่อ ซึ่งหมุนสลับกันท างาน โดย
ใช้ท่อพนตามที่ระบบน าวิถีเลือกไว้ ส าหรับการแก้การเบี่ยงเบน
่
จากวิถีโคจร (ในภาพ) เครื่องไอพนท่อที่ ๒ และ ๔ จะควบคุม
่
การหมุนรอบแกนขวาง (Pitch) ท่อที่ ๑ และ ๓ ควบคุมการ
หมุนรอบแกนตั้ง (Yaw) และทั้ง ๔ ท่อ ใช้ในการควบคุมการ
หมุนรอบแกนยาว (Roll)
วิธีการในการควบคุมมี ๒ วิธี คือ ใช้แผ่นควบคุมและควบคุมด้วยแรงผลัก อาจใช้ทั้ง ๒ วิธี
รวมกันคือ ใช้แผ่นควบคุมขณะอยู่ในบรรยากาศ และใช้แรงผลักส าหรับควบคุมอาการทรงตัว เมื่อ
โคจรอยู่ในสุญญากาศ
GUIDED MISSILES
GUIDED MISSILES
๖๖
EXAMPLES OF CONTROL SURFACE DESIGNS AND LOCATIONS
BALLISTIC MISSILES
ั
ิ
การออกแบบอาวุธปล่อยน าวิถีแต่ละชนิดขึ้นมานั้น จะต้องพจารณาถึงความสัมพนธ์ระหว่าง
น้ าหนักและการทรงตัวด้วยความระมัดระวังโดยเฉพาะต าแหน่งเริ่มแรกจากศูนย์ถ่วง เพราะขณะอาวุธ
ปล่อยน าวิถีโคจรนั้น จะสามารถเคลื่อนตัวได้รอบแกนทั้งสามคือ หันรอบแกนตั้ง โคลงรอบแกนยาว และ
กระดกรอบแกนขวาง (Yaw, Roll, Pitch) การเคลื่อนหรือเปลี่ยนแปลงต าแหน่งจุดศูนย์ถ่วงรอบแกนใด
แกนหนึ่งอาวุธปล่อยน าวิถีอาจจะแกว่งหรือหลุดพนการควบคุมได้ ถ้าไม่มีอะไรช่วยให้ทรงตัวกลับคืนวิถี
้
โคจร นอกจากนี้การเผาไหม้ของเชื้อเพลิง และการสลัดตัวของเครื่องจรวดส่งก าลังก็อาจเป็นสาเหตุให้
จุดศูนย์ถ่วงเปลี่ยนไปในขณะที่โคจรด้วย ส าหรับอาวุธปล่อยน าวิถีที่มีลักษณะสมดุลต าแหน่งที่ของ
จุดศูนย์ถ่วงจะต้องสามารถควบคุมได้ ในภาพข้างล่างเป็นการเฉลี่ยที่ส าหรับการติดตั้งน้ าหนัก เพอให้
ื่
ิ่
ื่
จุดศูนย์ถ่วงสมดุลโดยไม่ต้องเพมน้ าหนักเพอท าการถ่วงแต่อย่างใด การออกแบบที่สมดุลในต าแหน่ง
เริ่มแรกแบบนี้ก็เป็นวิธีหนึ่งที่ท าให้การควบคุมเป็นไปได้โดยง่าย
อาวุธปล่อยน าวิถีที่โคจรอยู่ในอากาศนั้นจะต้องเผชิญกับผลกระทบอนๆ และแรงกระท าต่างๆ
ื่
มากมายหลายอย่างและต้องอยู่ภายใต้กฎของ Aerodynamics ซึ่งเป็นวิชาที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของ
๖๗
ื่
อากาศและแก๊สอนๆ และเกี่ยวกับแรงที่กระท าลงบนวัตถุโคจรที่เคลื่อนไหวผ่านแก๊สเหล่านั้น ซึ่งภาวะ
แวดล้อมที่จะกล่าวถึงต่อไปนี้ ล้วนมีผลกระทบต่อโครงสร้างของอาวุธปล่อยน าวิถีทั้งสิ้น
แรงคงที่และแรงเคลื่อนที่ (STATIC AND DYNAMIC LOADS) แรงดังกล่าวนี้ จะมีผลกระทบต่อ
ื่
ความคงทนของโครงสร้างตัวอาวุธปล่อยน าวิถีที่ท าหน้าที่ประคับประคองหัวรบ และส่วนประกอบอนๆ มี
ผลต่อการควบคุมบังคับการโคจรอย่างมาก แรงที่
เกิดจากน้ าหนักของโครงสร้างและส่วนประกอบ
รวมทั้งก าลังดันของบรรยากาศและน้ า ซึ่งท าต่อ
อาวุธปล่อยน าวิถีขณะโคจร ผ่านแรงเคลื่อนที่เกิด
จากแรงภายนอกที่กระท ากับตัวอาวุธปล่อยน าวิถี
ในขณะท าการปล่อย การต้านลม แรงกดจาก
สภาวะแวดล้อม และความเครียดจากความร้อน
ดังนั้นการออกแบบโครงสร้างของอาวุธปล่อยน าวิถี
จึงต้องค านึงถึงแรงกด (Load) การเบี่ยงเบน
(Deflection) อุณหภูมิและห้วงของเวลาต่าง ๆ
นอกจากนั้นยังต้องค านึงถึงความปลอดภัยของก าลังพลทั้งก่อนและขณะท าการยิง ต้องมี
มาตรการป้องกันอบัติเหตุในช่วงเวลานี้ ระยะเวลาที่อาวุธปล่อยน าวิถีมีความเร็วสูงท างานนั้นค่อนข้างสั้น
ุ
เนื่องจากอาวุธปล่อยน าวิถีเกือบทั้งหมดหวังผลจากการยิงเพียงครั้งเดียว โครงสร้างตัวอาวุธปล่อยน าวิถีจึง
ต้องสามารถทนทานแรงสูงสุดในการปฏิบัติการเพยงระยะสั้นๆ วัสดุที่ใช้จะต้องมีความน่าจะเป็นสูงในการ
ี
ใช้งานอย่างได้ผล สามารถทนทานต่อสภาวะแวดล้อมที่มันติดตั้งอยู่ได้ ในระหว่างรอการยิงเป็นเวลานาน
โครงสร้างต้องได้รับการบ ารุงรักษา ข้อบกพร่องต่าง ๆ ต้องไม่ท าให้ความเชื่อถือได้หรือประสิทธิภาพใน
การท างานของอาวุธปล่อยน าวิถีลดถอยลง
แรงจากการยิง (LAUNCHING LOADS) แรงจากการยิงและผลของมัน เป็นผลมาจากแรงขับ
คุณลักษณะของเชื้อเพลิง สภาวะแวดล้อม และการ
เคลื่อนตัวของเครื่องยิง ก่อนที่อาวุธปล่อยน าวิถีจะ
หลุดจากเครื่องยิง แรงจากการยิงมีผลมากกับอาวุธที่
ิ
อาศัยการขับเคลื่อนในตัวเอง เช่น ขีปนาวุธพสัยไกล
ั
ใช้ก าลังขับสูงในเวลาอนสั้น ส าหรับขั้นเสริมก าลัง
(Boost Phase) ส าหรับอาวุธที่อาศัยแรงขับจาก
ื่
เครื่องยิง จะถูกแรงขับกระท าทั้งหมดเมอท าการยิง
อตราเร่งและผลของแรงนี้จะแปรผันตาม
ั
ชนิดและคุณลักษณะการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง รวมทั้งชนิดของเครื่องทรงตัวที่ใช้สัมประสิทธิ์ในการถ่วง
และน้ าหนักอาวุธปล่อยน าวิถีในขณะที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง และองค์ประกอบของแรงจากการลด
๖๘
ความเร็วที่มีส่วนเกี่ยวข้อง เช่น กรณีที่เครื่องเสริมก าลังแยกตัวออกไปพอดีขณะหันเลี้ยว ขณะลดระดับ
ื่
และอนๆ แรงลดความเร็วนี้จะต้องหาวิธีให้มีค่าน้อยที่สุดเพราะความเร่งของอาวุธที่สูญเสียไปในการนี้
จะต้องอาศัยแรงจากเครื่อง จรวดสนับสนุนในขั้นต่อไปมาชดเชยหรือไม่ก็ต้องใช้เครื่องเสริมก าลังที่ใช้
พลังงานแรงกว่าปกติ ตัวประกอบของแรงลดความเร็วนี้จะมีค่าอยู่ระหว่าง ๓–๑๐ เท่า ของแรงโน้มถ่วง
ค่าโมเมนต์ที่กระท ากับผิวพื้นของส่วนควบคุม ขณะเคลื่อนที่ในช่วงหลังการยิงที่ก่อให้เกิดแรงบิด
ื้
บนผิวพนของแผ่นควบคุมเป็นมุมสะท้อนที่ต้องการนั้นจะมีค่าแปรผันแตกต่างกันมาก ระหว่างอาวุธที่มี
ความเร็วเหนือเสียงกับต่ ากว่าเสียง ทั้งนี้ก็เพราะการเลื่อนกระโดดของศูนย์กลางก าลังดันที่กระท ากับผิว
พื้นของมันจะมีคุณลักษณะการท างานที่แตกต่างกันในทางอากาศพลศาสตร์
แรงจากการลดความเร็ว (DECELERATION LOADS) เป็นผลจากการที่อาวุธปล่อยน าวิถีพบแรง
ต้านทานในขณะโคจรท าให้ชะลอช้าลง แรงจากการลดความเร็วนี้จะมีทิศทางตรงกันข้ามกับแรงจากการ
ยิงหรือแรงขับ แรงที่กระท าพร้อมกันนี้จะมีค่าสูงสุดเมื่อขีปนาวุธกลับเข้าบรรยากาศหรือเมื่ออาวุธปล่อยน า
วิถีปราบเรือด าน้ า เช่น ASROC พุ่งลงน้ า
ความเครียดที่เกิดจากความร้อน (HEATING STRESS) มีสาเหตุเกิดจากเมื่อโครงสร้างของอาวุธ
ปล่อยน าวิถีเคลื่อนที่ผ่านก าแพงความร้อน (Heat Barrier) โดยเฉพาะในย่านความเร็วเหนือเสียง เพราะ
ุ
อากาศถูกอดตัวอย่างรุนแรงท าให้เกิดอณหภูมิสูงเกิดการแผ่ขยายตัวมาก ถ้าอาวุธปล่อยน าวิถีนั้นผ่าน
ั
ุ
ตัวกลางที่มีอณหภูมิต่างกัน อณหภูมิแวดล้อมของตัวกลางนั้นๆ ก็จะถ่ายเทให้อาวุธปล่อยน าวิถีเกิดการ
ุ
ี
ขยายตัวและหดตัวต่างกันด้วย ความร้อนที่เกิดจากการท างานของส่วนขับเคลื่อนและถ่ายเทให้ก็เป็นอก
สาเหตุหนึ่ง ความเครียดที่เกิดจากความร้อนจะเกิดขึ้นมากน้อยเพยงใดนั้น ย่อมขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่บิน
ี
ผ่านและการขยายตัวที่ต่างกัน เมื่อผ่านตัวกลางต่างชนิดกัน การใช้วัสดุที่มีลักษณะการขยายตัวเมื่อถูก
ความร้อนทต่างกันจะเป็นผลให้เกิดความเครียด อนเนื่องมาจากการขยายตัวไม่เท่ากัน ความเครียดนี้อาจ
ี่
ั
ิ
ท าให้มีน้อยที่สุดได้ โดยใช้วัสดุที่เป็นฉนวนความร้อน และพจารณาแบบของสัมประสิทธิ์การขยายตัวและ
หดตัวของโครงสร้างอาวุธปล่อยน าวิถี อย่างไรก็ตามวัสดุที่อยู่ใกล้แหล่งความร้อนจะต้องเลือกใช้ชนิดที่มี
อัตราการส่งต่อความร้อนต่ า
แรงจากการเคลื่อนตัว (MANOEUVER LOADS) แรงจากการเคลื่อนตัวมีความส าคัญมาก
โดยเฉพาะกับอาวุธปล่อยน าวิถีต่อต้านอาวุธปล่อยน า
วิถีและอากาศยานระยะใกล้ซึ่งต้องใช้ความ
ื่
แคล่วคล่องในการเคลื่อนตัวสูงเพอบรรลุภารกิจของ
มัน ผลจากแรงเคลื่อนตัวนี้จะขึ้นกับความเร็ว (เป็น
มัค) ระดับความสูงหรือลักษณะพงตรง (Depth
ุ่
ื้
Trim) และการหักเหที่ผิวพนของส่วนควบคุม เมื่อ
อาวุธปล่อยน าวิถีที่มีวิถีโคจรอสระเป็นเชิงเส้นตรง
ิ
สามารถรักษามุมโจมตีที่คงที่โดยไม่มีผลจากค่า
๖๙
ุ่
โมเมนต์ในแนวดิ่งมากระท า เราเรียกลักษณะเช่นนี้ว่า พงตรง (Trim Condition) เราต้องก าหนดหาตัว
ประกอบที่จะเป็นแรงกระท าบนตัวอาวุธ จากน้ าหนัก ความเร็ว มุมเข้าตี ระดับความสูงหรือลึก และ
คุณลักษณะของระบบควบคุม ตัวอย่างเช่น อาวุธปล่อยน าวิถีที่น าวิถีด้วยล าคลื่น (Beam Riding Missile)
ั
ั
ั
ื่
ต้องมีอตราหันเลี้ยวสูงเพอเข้าใกล้เป้าที่มีความเร็วสูงได้ อตราหันเลี้ยวที่สูงจะเป็นอตราส่วนโดยประมาณ
ื้
กับการหักเหผิวพน แผ่นควบคุม และท าให้เกิดแรงเคลื่อนตัวกระท ากับตัวอาวุธปล่อยน าวิถีรุนแรงมาก
อาวุธปล่อยน าวิถีจะต้องมีโครงสร้างที่ทนทานต่อแรงเคลื่อนตัวที่อตราหันเลี้ยว (Turning Rate) สูงสุดของ
ั
อาวุธได้และระบบอัตโนมัติในการจ ากัดการหักเหของผิวพน แผ่นควบคุมหรือส่วนประกอบอนๆ ของอาวุธ
ื่
ื้
ั
ั
ต้องสามารถจ ากัดอตราหันที่มุมที่จะให้ผลสูงสุดได้ ถ้าอตราหันของอาวุธปล่อยน าวิถีเกินกว่ามุมสูงสุดที่
ออกแบบไว้อาการขัดข้องทางโครงสร้างของตัวอาวุธอาจเกิดขึ้นได้
แรงลมกระโชก (GUST LOADS) แรงลมกระโชกมักเป็นแรงที่เสริมแรงกระท าอนๆ เป็นสิ่ง
ื่
ส าคัญที่ควรค านึงถึงในขณะท าการยิงและขั้นสุดท้ายของการโคจรของอาวุธปล่อยน าวิถี แต่ไม่ค่อยมีผลนัก
ในขณะอาวุธมีความเร็วเหนือเสียง คุณลักษณะของลมซึ่งมีทิศทางแปรผันกับความสูงและเปลี่ยนแปลง
ตามเวลา และอุณหภูมิท าให้ยากแก่การคาดคะเนลักษณะลมในวิถีโคจร และยากแก่การแก้เมื่อท าการยิง
แรงกดหรือแรงจากก าลังดันในสภาวะแวดล้อม (ENVIRONMENTAL PRESSURE LOADS) เป็น
แรงที่กระท ากับตัวอาวุธปล่อยน าวิถีในขณะโคจรอยู่ในตัวกลาง แรงนี้จะแปรผันโดยตรงกับความเร็วของ
อาวุธปล่อยน าวิถีและระดับลึกใต้น้ าที่อาวุธปล่อยน าวิถีโคจร แต่จะผกผันกลับกันกับระดับความสูงใน
บรรยากาศ ส าหรับตอร์ปิโดที่ติดตั้งไว้ในท่อยิงในเรือด าน้ า และอาวุธปล่อยน าวิถีที่ติดตั้งอยู่ภายนอก
เครื่องบินนั้นจะถูกกระท าโดยแรงอันนี้ด้วยแต่เกิดขึ้นก่อนท าการยิง ก าลังดันของบรรยากาศและน้ าล้วน
เปลี่ยนแปรผันไปตามระดับความสูง และความลึกของวิถีโคจรของอาวุธปล่อยน าวิถี ดังนั้นการค านวณ
หรือการคาดคะเนค่าแรงกดหรือแรงจากก าลังดันเหล่านี้ จึงมีความส าคัญต่อการพจารณาออกแบบอาวุธ
ิ
ปล่อยน าวิถีที่มีพิสัยไกลเป็นอย่างมาก
๗๐
ความสั่นสะเทือน (VIBRATION) ความสั่นสะเทือนเป็นสภาวะแวดล้อมที่มีผลกับอาวุธปล่อย
น าวิถีที่รุนแรงที่สุด และมีความยุ่งยากที่สุดในการออกแบบ แรงสั่นสะเทือนที่สูงสุดเกิดจากการท างานของ
เครื่องยนต์ขับเคลื่อนอาวุธปล่อยน าวิถีและแรงปฏิกิริยาต่อแรงขับ การวิเคราะห์ความตึงและความเครียด
ท าให้สามารถก าหนดได้ว่าที่จุดใด ผลจากแรงสั่นสะเทือนจะท าให้เกิดอาการบิดตัวอาวุธปล่อยน าวิถีมาก
ื่
ที่สุด ข้อมูลที่ได้จากการทดสอบเพอก าหนดหาจุดที่ส าคัญที่สุดนี้ มักจะพบในส่วนต่างๆ ของอาวุธ เช่น
ุ
ิ
ส่วนช่วยการทรงตัว เครื่องควบคุมต่างๆ อปกรณ์ในการตรวจหาและระบบค านวณทางอเล็กทรอนิกส์
การเปลี่ยนวิถีโคจร และการหยุดเผาไหม้อย่างกะทันหัน อาจท าให้โครงสร้างตัวอาวุธเกิดการ
แกว่งที่ไม่ต้องการขึ้นได้ การเลือกใช้วัสดุและลักษณะรูปร่างที่มีคุณสมบัติถูกต้องจะท าให้ลดอาการ
สั่นสะเทือนได้เป็นอันมาก
แรงกระแทก (SHOCK) แรงกระแทกที่กระท ากับตัวอาวุธปล่อยน าวิถี จะเกิดขึ้นตามแนวขวาง
และแนวยาว การเกิดตามแนวขวางอาจเกิดจากการล าเลียง การยก การเคลื่อนตัวของแท่นยิง ลม การ
ท างานของเครื่องยนต์ ส่วนการเกิดตามแนวยาว อาจเป็นผลมาจากการยกตัวของเครื่องเสริมก าลัง แรง
กระแทกขณะจุดระเบิดและแรงถ่วงทางอากาศพลศาสตร์ พลศาสตร์ทางน้ า ถ้าเปรียบเทียบแรงกระแทก
กับความสั่นสะเทือนในอาวุธปล่อยน าวิถีแล้ว ความสั่นสะเทือนจะมีผลเสียหายมากกว่า แม้ว่าปริมาณของ
แรงจะน้อยกว่าก็ตาม ทั้งนี้เป็นเพราะความสั่นสะเทือนเป็นผลจากการสะสมซ้ าแล้วซ้ าอกอย่างต่อเนื่อง
ี
นั่นเอง
แรงผลัก (THRUST) เป็นแรงที่เกิดจากระบบขับเคลื่อน ซึ่งกระท าในแนว Longitudinal axis
ตามแนวแกนยาวของอาวุธปล่อยน าวิถี และท าให้อาวุธปล่อยน าวิถีวิ่งไปข้างหน้าด้วยความเร็วพอที่จะท า
ให้อาวุธปล่อยน าวิถีบินหรือโคจรอยู่ได้
แรงฉุด (DRAG) เป็นแรงต้านทานที่เกิดจากอากาศ ที่อาวุธปล่อยน าวิถีบินผ่านไป แรงนี้จะฉุด
หรือดึงให้อาวุธปล่อยน าวิถีไปข้างหลังตาม Line of Airflow ผ่าน airfoil surface
แรงยก (LIFT) เป็นแรงที่ท าให้อาวุธปล่อยน าวิถีลอยตัวซึ่งเป็นแรงตรงข้ามกับแรงดึงดูดของโลก
แรงยกนี้เป็นแรงที่มีความต้องการอย่างสูงของอาวุธปล่อยน าวิถีซึ่งเกิดจาก Moving airfoil
๗๑
น้ าหนัก (WEIGHT) น้ าหนักของอาวุธปล่อยน าวิถีซึ่งถูกแรงดึงดูดของโลก กระท าให้อาวุธปล่อย
ื้
น าวิถีตกลงยังพนโลกเสมอขณะที่อาวุธปล่อยน าวิถีเคลื่อนที่ แรงกระท าต่ออาวุธปล่อยน าวิถีในลักษณะ
ต่างๆ ที่กล่าวถึงข้างต้นนี้ จะเฉือน (Shear) บิด (Torsion) กด (Compression) และดึง (Tension) อาวุธ
ปล่อยน าวิถี ดังนั้นในการเลือกวัสดุต้องให้สามารถทนต่อแรงต่างๆ ได้ ทนการเสียดสีกับอากาศได้ ทนต่อ
แรงกดหรือก าลังดันได้ ทนต่อความสั่นสะเทือนได้ วัสดุที่นิยมเลือกใช้กันแพร่หลาย เช่น Carbon steel,
Alloy steel, Aluminum alloy, Titanium เป็นต้น
จุดศูนย์ถ่วงและจุดศูนย์กลางก าลังดัน (CENTER OF GRAVITY & CENTER OF PRESSURE)
ิ
เมื่อพจารณาถึงแรง Drag และแรง Lift ซึ่งตัดกันที่จุด CP
Velocity ที่เกิดจากแรง Thrust และน้ าหนักของอาวุธ
(Weight) ที่จุด CG ถ้าจุด CP ไม่อยู่ที่เดียวกันกับจุด CG
ผลลัพธ์ของแรงหมุน (Moment) ที่กระท าที่จุดเหล่านี้ ก็จะ
ท าให้เกิดภาวการณ์ทรงตัวที่ไม่สมดุล (Unstable Flight)
ในขณะโคจร ดังนั้นต าแหน่งของจุด CP ซึ่งถูกก าหนดโดย
รูปร่างโครงสร้างของตัวอาวุธ จึงเป็นตัวประกอบที่ส าคัญ
เกี่ยวกับการทรงตัวของอาวุธนอกจากแรงหมุนที่กล่าวถึง
ข้างต้นแล้ว ยังเกิดมีแรงหมุนที่เกิดขึ้น ซึ่งกระท าต่อแผ่นบังคับ
ี
วิถี (Control Surfaces) อกด้วย เมื่อให้เส้นแรง แสดงก าลัง
ดันซึ่งมีจุดหมุนอยู่ที่จุด CG เราจะสามารถอธิบายการหมุน
ของอาวุธปล่อยน าวิถีในรูปของการเคลื่อนที่เชิงมุมรอบแกนกลางต่างๆ ได้ โดยการแตกแรงทั้งหมดที่
กระท ากับตัวอาวุธปล่อยน าวิถี ออกเป็นแรงประกอบตามแนวของแกนทั้งสาม ดังนี้
ื้
Pitch คือ อาการหมุนกลับไปกลับมารอบๆ Lateral axis ซึ่งแกนนี้อยู่ในพนที่ระดับหรือพน
ื้
นอนตั้งได้ฉากกับเส้นโคจร (Line of flight) หรือพูดง่ายๆ ก็คือ เป็นอาการที่อาวุธน าวิถีด าขนด าลงนั่นเอง
ึ้
Roll คือ อาการหมุนรอบๆ เส้นแกน Longitudinal axis ซึ่งเป็นเส้นแกนกลางของอาวุธปล่อย
น าวิถี ที่ลากจากปลายหัวสุด (Nose) ถึงหาง (Tail)
Yaw คือ อาการหันไปทางขวาหรือทางซ้ายรอบเส้นแกน Vertical axis
คุณลักษณะและข้อก าหนดของอาวุธ
ภารกิจของอาวุธจะล้มเหลวหรือประสบความส าเร็จนั้นจะขึ้นอยู่กับคุณลักษณะของ
ความสามารถในการท างาน และข้อก าหนดของอาวุธแต่ละชนิดซึ่งจะต้องค านึงคือ
ั
๑. ข้อก าหนดทางกายภาพอนได้แก่ ขนาด น้ าหนัก ความแข็งแรงคงทนต่อสภาวะ
แวดล้อมรวมทั้งลักษณะโครงสร้าง สิ่งเหล่านี้เป็นองค์ประกอบที่ส าคัญมาก
๒. ข้อก าหนดทางสมรรถนะในการท างาน ได้แก่ พสัยท าการ ความเร็ว ระดับความสูง
ิ
(Altitude) ความคล่องตัว วิถีโคจรที่แม่นย า อาการทรงตัว และอ านาจการท าลาย
๗๒
นอกจากนี้ค่าใช้จ่ายต่อเป้าที่ถูกท าลายลงแต่ละครั้งก็มีความส าคัญเช่นกัน ต้องเลือกอาวุธที่
ประหยัดค่าใช้จ่ายที่สุดเท่าที่จะท าได้ในการท าลายเป้าชนิดใดชนิดหนึ่ง ข้อก าหนดทางกายภาพและ
ั
สมรรถนะในการท างานนั้นมีความสัมพนธ์ซึ่งกันและกัน ทั้งนี้เพราะอาวุธนั้นมักจะได้รับการออกแบบไว้
ส าหรับต่อต้านเป้าชนิดใดชนิดหนึ่งโดยเฉพาะ สมรรถนะและคุณลักษณะของเป้าจะเป็นสิ่งก าหนดขีด
ความสามารถในการท างานของอาวุธ และสิ่งนี้ก็จะเป็นตัวก าหนดคุณลักษณะรูปร่างในทางกายภาพและ
สมรรถนะในการท างานอีกอย่างหนึ่ง ตัวอย่างเช่น อาวุธปราบเรือด าน้ าจะถูกออกแบบให้มีวิถีโคจรส าหรับ
เป้าที่มีคุณลักษณะเฉพาะต่างจากอาวุธต่อสู้อากาศยานซึ่งจะต้องมีข้อก าหนดทางกายภาพและสมรรถนะ
การท างานแตกต่างกันออกไปในรายละเอียด
อาวุธที่อาศัยแรงขับจากเครื่องยิงซึ่งส่วนใหญ่จะน าวิถีเองไม่ได้นั้น ขนาด น้ าหนักและความ
คงทนของมัน จะถูกก าหนดโดยขนาดการท าลายของหัวรบ ชนิดของการขับเคลื่อนและระบบเครื่องยิงที่
ต้องการยิงอาวุธเข้าหาเป้าข้าศึก แรงที่กระท ากับตัวอาวุธในขณะท าการยิง และขณะอาวุธโคจรเป็นสิ่ง
ื่
ส าคัญที่ต้องค านึงถึง ในการก าหนดความแข็งแรงคงทนของโครงสร้างอาวุธเพอให้สามารถต้านทานก าลัง
ดันต่างๆ ได้ เนื่องจากอาวุธไม่มีการน าวิถี วิถีโคจรจึงต้องก าหนดก่อนท าการยิง ดังนั้นความแม่นย าและ
ความคงที่ของวิถีโคจรจึงขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ทใช้ในการทรงตัวของอาวุธ ส่วนพสัยและความเร็วของอาวุธจะ
ิ
ี่
ขึ้นกับแรงที่ใช้ในการขับเคลื่อนและลักษณะโครงสร้างของมัน
ส าหรับอาวุธที่ใช้แรงขับเคลื่อนในตัวเองนั้น ขนาดและน้ าหนักของมันจะถูกก าหนดโดยอานาจ
การท าลาย พิสัยและความเร็วที่เราต้องการ เมื่ออาวุธนั้นมีการน าวิถีในตัวด้วยวงจรที่เพมขึ้นจะมีผลกับ
ิ่
น้ าหนักของอาวุธซึ่งเราจะต้องค านึงถึง ถึงแม้ว่าในปัจจุบันความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีจะช่วยท าให้
ส่วนประกอบเหล่านี้ มีขนาดเล็กและน้ าหนักเบาก็ตาม แต่กระนั้นรูปร่างลักษณะและความแข็งแรง
ทนทานของอาวุธกับความคล่องตัว การทรงตัว ความเร็ว และระดับความสูงที่เราต้องการให้อาวุธนั้น
ปฏิบัติงานได้ตามความมุ่งประสงค์ ล้วนต้องค านึงถึงทั้งสิ้น
อาวุธที่ใช้ทั้งแรงขับจากเครื่องยิงและแรงขับเคลื่อนในตัวเองในการเคลื่อนตัว ตัวอย่างเช่น
ขีปนาวุธ โพลาริส จะต้องถูกออกแบบให้ได้ตามข้อก าหนดส าหรับอาวุธทั้งสองแบบ นอกจากนี้อาวุธ
จะต้องได้รับการออกแบบให้สามารถต้านทานแรงต่าง ๆ ในสภาวะแวดล้อมทั้งปวง รวมทั้งในขณะที่อาวุธ
จะต้องโคจรผ่านไปด้วยซึ่งหมายความว่า นอกจากจะต้องต้านทานก าลังดันจากบรรยากาศหรือน้ าแล้ว
ยังต้องสามารถทนทานต่อฝอยน้ าทะเล ฝน แสงแดด และแรงสั่นสะเทือนต่างๆ อีกด้วย
่
ภาวะแวดล้อมที่มีผลกระทบกับโครงสร้างของอาวุธปล่อยน าวิถีที่ควรค านึงถึง ได้แก
อุณหภูมิ รังสีจากดวงอาทิตย์ ฝน
ความชื้น จาระบี (grease) หิมะ
สภาพอากาศ น้ ามันหล่อ (oil) ลูกเห็บ
ฝอยน้ าเค็ม เสียง น้ าค้างแข็ง
ก าลังดัน น้ าแข็ง การเสียดสี
๗๓
ความสั่นสะเทือน ทราย ตะไคร่น้ า
การกระแทกทางกลไก สิ่งสกปรก สายฟ้า
การกระทบกับความร้อน ฝุ่นละออง
องค์ประกอบข้างบนมีผลกับการออกแบบอาวุธปล่อยน าวิถีแต่ละชนิดต่างๆ กัน องค์ประกอบ
จ านวนมากทีเดียวที่อาจจะไม่มีผลกับอาวุธปล่อยน าวิถีชนิดใดชนิดหนึ่ง โดยเฉพาะการก าหนดหาว่าจะ
พิจารณาองค์ประกอบใดนั้นขึ้นอยู่กับยุทธวิธีที่จะใช้ การขนส่ง ล าเลียงและการทดสอบขั้นก่อนโคจร เป็น
ภาวะแวดล้อมที่มีผลกับการออกแบบชิ้นส่วนทั้งหมดของอาวุธปล่อยน าวิถี ภาวะแวดล้อมอาจจะแบ่ง
ออกเป็น ๓ ขั้น คือ
่
๑. ขั้นกอนโคจรขณะขนส่ง ล าเลียง จัดเก็บ จัดเก็บส าเร็จรูป
๒. ขั้นล าเลียง และ ยิงทางยุทธวิธี
ุ
๓. ขั้นโคจร ผลจากอณหภูมิ ก าลังดัน ความสั่นสะเทือน การกระแทก และภาวะแวดล้อม
อื่น ๆ
ขั้นก่อนโคจร (Preflight) ขณะท าการขนส่ง (Transportation) มักจะมีผลกระทบที่รุนแรงมาก
ุ
สาเหตุมักเกิดจากการสั่นสะเทือน การกระทบกระแทก การเปลี่ยนแปลงทางอณหภูมิ ตลอดจนความชื้น
และการเสียดสีกัน ความเสียหายกับผิวพนอาจเกิดขึ้นได้และอาการขัดข้องเล็กน้อยอาจเกิดขึ้นได้หลาย
ื้
แห่ง การขนส่งทางอากาศเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการขนส่งอาวุธปล่อยน าวิถีโดยสาเหตุที่ว่าจะท าให้อาวุธปล่อย
น าวิถีถูกแรงกระทบกระแทกน้อยที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับการขนส่งทางเรือ รถไฟ หรือ รถบรรทุก นอก
จาการนี้การขนส่งทางอากาศยังใช้เวลาน้อย ซึ่งจะท าให้อาวุธปล่อยน าวิถีล้าน้อยลง
การล าเลียง (Handling) มักจะใช้แรงคน ดังนั้นสภาวะแวดล้อมที่ยากแก่การออกแบบไว้รองรับ
ิ
มักจะใช้ภาชนะบรรจุพเศษส าหรับใส่อาวุธเพอล าเลียง ภาชนะบรรจุนี้มักจะหนักเทอะทะและราคาแพง
ื่
ปกติจึงเป็นชนิดที่สามารถน ากลับมาใช้งานใหม่ได้ การขนส่งอาวุธทางทะเลจะท าให้เกิดภาวะ
แวดล้อมที่เป็นผลกระทบต่ออาวุธปล่อยน าวิถีสูงมาก อาวุธจะต้องสามารถทนทานต่อการกระแทกและ
ความเครียด รวมทั้งต้องใช้ภาชนะพิเศษในการป้องกันเพื่อการนี้ด้วย
การจัดเก็บ (Storage) ขึ้นอยู่กับสถานที่เก็บและวิธีการจัดเก็บของอาวุธปล่อยน าวิถี การน า
อาวุธปล่อยน าวิถีออกจากภาชนะบรรจุเป็นระยะๆ เพอการบ ารุงรักษาตามปกติ เช่น การท าความ
ื่
สะอาด การถ่ายเทระบบไฮดรอลิก การทดสอบประสิทธิภาพของส่วนประกอบต่างๆ หรือการถอดเปลี่ยน
ส่วนประกอบเหล่านี้ อาจเป็นผลให้อาวุธปล่อยน าวิถีเสื่อมสภาพตามกาลเวลาได้ ระบบจัดเก็บอาวุธปล่อย
น าวิถีมักจะมีการควบคุมภาวะแวดล้อมเพื่อยืดอายุการจัดเก็บของอาวุธ
การจัดเก็บส าเร็จรูป (Ready Service Storage) เป็นการจัดเก็บเพอความพร้อมใช้ ต้องมีการ
ื่
ควบคุมสภาวะแวดล้อมไว้เป็นอย่างดี มิฉะนั้นอาจท าให้เกิดผลกระทบหลายด้านโดยเฉพาะกับอาวุธที่ไม่ได้
บรรจุภาชนะไว้เพราะจะเกิดอาการเสื่อมสภาพได้โดยง่าย สิ่งที่จะเป็นผลกระทบกับตัวอาวุธ ได้แก่
ุ
อณหภูมิ ความชื้น ฝุ่นละออง และไอน้ าในอากาศ ซึ่งจะต้องมีการป้องกันที่เหมาะสม ในระบบอาวุธบาง
๗๔
ื่
ชนิดอาจต้องปิดคลุมส่วนที่สึกหรอง่ายได้โดยเฉพาะเพอป้องกันฝุ่นละอองและความชื้น แต่บางชนิดการ
้
ควบคุมภาวะแวดล้อมในที่เก็บก็มีความจ าเป็น อาวุธปล่อยน าวิถีจะต้องกันให้พนจากความสั่นสะเทือน
การกระแทก และการโค้งงอของตัวยานปล่อย
ขั้นล าเลียงและยิงทางยุทธวิธี (Tactical handling and Launching) ขั้นล าเลียงและยิงทาง
ยุทธวิธีนี้ภาวะแวดล้อมที่จะมีผลกับตัวอาวุธจะเกิดได้นับตั้งแต่ยังอยู่ในภาชนะบรรจุจนเริ่มยิง และในกรณี
อาวุธติดเครื่องบินจะครอบคลุมถึงตั้งแต่เมื่อติดอาวุธเข้ากับเครื่องยิงที่เครื่องบิน เงื่อนไขการล าเลียงมักจะ
ั
ก าหนดจากชนิดของอาวุธ เงื่อนไขในการใช้ ขนาดและการส่งก าลังบ ารุง ในช่วงเวลาอนสั้นที่อาวุธ
ถูกล าเลียงและในขณะอยู่บนเครื่องบิน อาวุธปล่อยน าวิถีอาจถูกเงื่อนไขภาวะแวดล้อมกระทบรุนแรง
ื่
ที่สุดได้ แต่ก็เป็นในระยะสั้นๆ เท่านั้น และการออกแบบเพอป้องกัน ในกรณีนี้ต้องค านึงถึงปัญหาจาก
ความสั่นสะเทือนของเครื่องยิง (เครื่องปล่อย) แรงระเบิดจากอาวุธปล่อยน าวิถีที่อยู่ติดกันและการปฏิบัติ
ิ
ของข้าศึก การป้องกันฝนและฝอยน้ าทะเล นับว่าเป็นข้อพจารณาที่น่าจะยอมได้ เว้นแต่อาวุธปล่อยน าวิถี
นั้นจะเป็นแบบที่ต้องติดตั้งอยู่กับเครื่องปล่อยเป็นเวลานาน ในสถานการณ์เช่นนี้จะต้องพจารณาปิด
ิ
ิ
กั้นห้องที่มีอุปกรณ์อเล็กทรอนิกส์ หรือเครื่องมือใน
ื่
การปฏิบัติงานอนๆ เว้นแต่ว่าอปกรณ์นั้นๆ มี
ุ
กล่องเฉพาะของตัวเองปิดกั้นอยู่แล้ว ส าหรับอาวุธ
ปล่อยน าวิถีที่ติดตั้งไว้บนเครื่องปล่อยเป็นเวลานาน
จะต้องออกแบบเป็นพเศษในการป้องกันผลจากน้ า
ิ
้
ฝุ่นละออง สิ่งสกปรก ประจุไฟฟาสถิต น้ าแข็ง
และรังสีความร้อนจากดวงอาทิตย์ ส าหรับอาวุธ
ปล่อยน าวิถีสู่อากาศ (เช่น จรวด) ภาวะแวดล้อม
ก่อนยิงมักจะมีผลกระทบที่รุนแรงมาก อาจลดให้
น้อยลงได้โดยใช้ที่คลุมหรือฝักในการป้องกัน (ดังในรูปข้างล่าง) การออกแบบต้องท าอย่างระมัดระวัง เพอ
ื่
ไม่ให้การท างานที่ผิดพลาดภายในตัวอาวุธ เป็นผลให้เกิดการปล่อยก่อนก าหนดหรือปล่อยไมพ้นยานปล่อย
่
ั
ุ
ขั้นโคจร (In flight) ผลจากอณหภูมิ (Temperature) และการเปลี่ยนแปลงทางอณหภูมิ อน
ุ
เนื่องมาจากความร้อนทางอากาศพลศาสตร์เป็นองค์ประกอบที่มีผลกระทบในขั้นโคจร และการเปลี่ยน
อุณหภูมิอันเนื่องมาจากพลศาสตร์ทางน้ า (Hydrodynamic) ไม่ใช่ตัวประกอบหลักในการปฏิบัติการใต้
น้ าของอาวุธปล่อยน าวิถี อัตราการเพิ่มสูงขึ้นของอุณหภูมิที่โครงสร้างตัวอาวุธขึ้นกับอณหภูมิที่ผิวนอกของ
ุ
อาวุธ ระยะเวลาที่อาวุธอยู่ใต้เงื่อนไขนี้ ความหนาของวัสดุ แหล่งตัวกลางถ่ายเทความร้อน คุณภาพ
ของฉนวนกันความร้อน และการส่งสะท้อนความร้อนของพนผิว อณหภูมิคงที่ที่ผิวชั้นนอกเป็นฟงก์ชั่นของ
ั
ุ
ื้
ุ
ิ่
จ านวนมัค (Mach) และเวลา ตัวอย่างเช่น อาวุธปล่อยน าวิถีต่อสู้อากาศยานมีการเพมของอณหภูมิที่สูง
ั
เพราะอตราการไต่ระดับและความเร็วโคจรสูง อณหภูมิที่ต่ าก็เกี่ยวข้องในการออกแบบอาวุธปล่อยน าวิถี
ุ
0
0
ุ
เช่นกัน ระดับความสูงที่ ๓๐,๐๐๐ ฟุตขึ้นไป อณหภูมิแวดล้อมของอากาศจะต่ าถึง –๖๕ F และ –๗๕ F
๗๕
ุ
การโคจรด้วยความเร็วต่ ากว่าเสียงที่ในระดับนี้อาจท าให้อาวุธปล่อยน าวิถีมีอณหภูมิเดียวกับอากาศรอบๆ
ื่
ได้ในเวลา ๒ ถึง ๔ ชั่วโมง เชื้อเพลิงเครื่องจรวดชนิดเม็ด (Grains) จะต้องออกแบบและทดสอบเพอให้
แน่ใจว่าจะไม่แตกที่อุณหภูมิต่ าเช่นนี้ การแตกของเชื้อเพลิงเม็ดนี้จะท าให้การเผาไหม้เกิดขึ้นรวดเร็วเกินไป
และอาจระเบิดได้
ปัญหาการแพร่ขยายตัวเมื่อกระทบกับความร้อน เป็นเรื่องส าคัญในการสร้างอาวุธ โดยเฉพาะ
ส าหรับอาวุธที่ใช้วัสดุหลายๆ ชนิดมาประกอบกัน ดังได้กล่าวมาแล้วว่าการขยายตัวเนื่องจากความร้อน
เป็นผลให้เกิดความเครียดในวัสดุที่มีคุณลักษณะการขยายตัวต่างกัน การกระทบความร้อน (Thermal
ื้
shock) เกิดขึ้น เมื่ออาวุธที่รับความร้อนทางอากาศพลศาสตร์เข้าสู่พนที่ที่มีอณหภูมิต่างกัน เช่น ที่เกิดกับ
ุ
อาวุธปล่อยน าวิถี ASROC หรือ SUBROC เมื่อห่างจากอากาศลงสู่น้ า
ื่
ในส่วนของภาวะแวดล้อมอนๆ เช่น กล่องบรรจุอาวุธอาจต้องกร าฝน ลูกเห็บ หิมะ หรือน้ าค้าง
แข็ง จึงต้องค านึงสิ่งเหล่านี้ในการออกแบบกล่องบรรจุ และยิ่งมีความส าคัญมาก ถ้าเผื่อกล่องนี้จะต้องทิ้ง
ให้กร าสิ่งเหล่านี้เป็นเวลานาน ผลของฝนในการระบายความร้อนให้แก่อาวุธปล่อยน าวิถีขณะโคจร ด้วย
ความเร็วเหนือเสียงเกือบมีค่าเป็นศูนย์ แต่ผลของลูกเห็บในการท าให้ส่วนที่เป็นยางหรือพลาสติกสึกกร่อน
อาจจะร้ายแรงทีเดียว การหลีกเลี่ยงไม่ให้ความเปียกชื้นเข้าไปในตัวอาวุธท าได้โดยการปิดส่วนที่ออนไหว
่
ง่าย หรือปิดคลุมทั่วตัวอาวุธให้แน่นหนาจนอากาศเข้าไม่ได้
ิ
ผลจากหิมะที่กระท ากับตัวอาวุธมีน้อยมากจะพจารณาถึงมันเฉพาะช่วงที่ต้องการกร าขณะอยู่ที่
ิ
แท่นปล่อยเท่านั้น ลูกเห็บและน้ าค้างแข็งไม่ได้รับการพจารณาถึงเพราะเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นไม่บ่อย
นักการหลีกเลี่ยงอาการสึกกร่อนและการจับตัวเป็นน้ าแข็งส าหรับอาวุธที่ปล่อยจากเครื่องบินนั้น อาจต้อง
ใช้ปลอกหุ้มที่ตัวเครื่องยิง ซึ่งใช้เป็นเครื่องป้องกันเครื่องยิงไปในตัว
ฝุ่นละออง สิ่งสกปรก และทราย อาจท าให้ส่วนที่เคลื่อนไปมาได้ต้องติดขัดและท าให้อปกรณ์ที่
ุ
หมุนได้ขัดข้องหรือเสียหายจากการขีดข่วน หรือเสียดสีในส่วนที่ต้องการความแม่นย า สิ่งสกปรกและทราย
เป็นตัวดูดซึมความชื้น และถ้าความเปียกชื้นตกค้างอยู่ก็อาจท าให้เกิดสนิมและสึกกร่อนได้
บรรยากาศใต้น้ าท าให้เกิดการสึก
กร่อนร้ายแรงมากทั้งนี้เพราะมีเกลือปะปน
อยู่และอาจท าให้เริ่มสึกกร่อนได้ทันทีทันใด
เครื่องมือเครื่องใช้ในการล าเลียงที่เป็นผิว
เรียบและขัดมันอย่างดีจะมีความเหมาะสม
กว่า เพราะถ้าการตกค้างของกรดและความ
เปียกชื้นจากร่างกายคน อาจท าให้เกิดการ
สึกกร่อนได้อย่างรวดเร็ว
๗๖
การทรงตัว (STABILITY) สิ่งจ าเป็นส าหรับการทรงตัวในการสร้างอาวุธปล่อยน าวิถี จะต้องให้มี
การทรงตัวที่เหมาะสมคือ ทุกขณะการเคลื่อนตัวจะต้องให้จุด CP อยู่บนจุด CG ตลอดเวลา ตัวอย่างที่
กระท าได้ เช่น การใช้ครีบนิ่ง (Fixed fins) และปั่นให้อาวุธปล่อยน าวิถีหมุนในอาวุธปล่อยน าวิถีบาง
ุ
ชนิดก็เป็นวิธีหนึ่งที่ง่ายที่สุดที่จะท าให้การทรงตัวดีในขณะโคจร อาวุธปล่อยน าวิถีจ าเป็นต้องใช้อปกรณ์
ื่
เครื่องมือควบคุมแรงปะทะของอากาศ แรงปะทะของน้ าที่กระท าต่ออาวุธปล่อยน าวิถีเพอแก้ไขการทรง
ตัวขณะโคจรที่จ าเป็นตัวอาวุธปล่อยน าวิถีต้องมีรูปร่างที่ดีที่สุด เหมาะสมกับความเร็วที่ก าหนดต้องใช้
ระบบควบคุมการน าวิถีที่ดี เพอเพมโอกาสในการถูกเป้าให้สูงขึ้น กลไกในระบบควบคุมการน าวิถี
ื่
ิ่
ื่
จะต้องมีคุณสมบัติในการตอบรับสัญญาณที่เหมาะสม เพอการทรงตัวที่ดีและความคล่องแคล่วในการ
โคจร
การทรงตัวรอบแกนตั้ง (STABILITY ABOUT VERTICAL AXIS) ขณะที่อาวุธปล่อยน าวิถีโคจร
ี
อยู่ ถ้ามสิ่งใดมากระท าให้เฉไปด้านใดด้านหนึ่ง (Yaw) จะท าให้ก าลังดันอากาศที่กระท าต่อตัวอาวุธปล่อย
น าวิถีด้านหนึ่งเพมขึ้นและอกด้านหนึ่งลดลง ก าลังดันทางด้านเพมขึ้นจะเป็นตัวต้านทานแรงที่กระท าให้
ิ่
ี
ิ่
อาวุธปล่อยน าวิถีเฉไปโดยจะท าให้ท่อนหางหันไปทางทิศตรงกันข้าม สิ่งซึ่งถูกกระท าให้เกิดอาการ
ดังกล่าวขึ้นได้ เพื่อท าให้อาวุธปล่อยน าวิถีกลับคืนที่เดิมได้แก่
ิ่
– ครีบหาง ในแนวตั้งที่ติดเพมขึ้นด้านข้าง ของล าตัวอาวุธปล่อยน าวิถี
– แผ่นแพนปีก และแพนหางที่เอียงไปทางท้าย
การทรงตัวรอบแกนยาว (STABILITY ABOUT LONGITUDINAL AXIS) การทรงตัวรอบ
ื่
แกนยาว เพอแก้อาการโคลง (Roll) อาจกระท าได้โดยใช้ตั้งมุมยก
ของแพนปีกที่ท ามุมกับแกนขวาง (Lateral axis) ให้สูงขึ้นและการ
จัดต าแหน่งของแพนปีกให้เหมาะสม การติดตั้งแพนปีกตรงบริเวณ
จุด CG จะช่วยให้การทรงตัวดีกว่าติดค่อนไปทางท้ายต่ ากว่าจุด CG
อาการท างานเมื่ออาวุธปล่อยน าวิถีเริ่มโคลง (Roll) ไป
ิ่
ทางขวา แรงยกที่ปีกขวาจะเพมขึ้น และแรงยกที่ปีกซ้ายจะลดลง
การไม่สมดุลกันของแรงยกนี้จะท าให้อาวุธปล่อยน าวิถีกลับมาใน
ลักษณะทรงตัวอย่างเดิม
การทรงตัวรอบแกนขวาง (STABILITY
ABOUT LATERRAL AXIS) การทรงตัวรอบแกน
ขวางเพื่อแก้อาการผงกขึ้นหรือลง (Pitch) กระท าได้
โดยใช้แผ่นบังคับแนวราบติดตั้งที่ปลายท้ายอาวุธ
ปล่อยน าวิถี
อาการท างานเมื่ออาวุธปล่อยน าวิถีมี
แนวโน้มที่จะปักหัวลง แรงที่กระท าบนผิวด้านบน
๗๗
ิ่
แผ่นบังคับแนวราบจะเพมขึ้น กดให้หางอาวุธปล่อยน าวิถีต่ าลง เป็นการน าอาวุธปล่อยน าวิถีกลับคืนมาสู่
แนวทรงตัวอย่างเดิม
อาวุธปล่อยน าวิถีสมัยใหม่ การแก้อาการเสียการทรงตัวในแนวแกนทั้งสาม ส่วนใหญ่จะใช้
แผ่นบังคับทางตอนท้าย ๔ แผ่น ซึ่งอาจจะใช้บังคับเป็นคู่หรือทั้ง ๔ แผ่น การทรงตัวของอาวุธปล่อยน า
วิถีจะกระท าพร้อมๆ กับการบังคับหรือควบคุมวิถีโคจร แผ่นควบคุมการทรงตัวจะต้องออกแบบให้มี
แรงต้านทานสูงสุดต่อการเคลื่อนตัวที่ไม่พงปรารถนา ซึ่งท าให้เสียการทรงตัวและจะต้องรักษาระดับความ
ึ
คล่องตัวในการปฏิบัติภารกิจได้ดีด้วย
ิ
กฎที่ใช้กับแรงยก (LIFT RULE) เป็นกฎซึ่งนักฟสิกส์ชาวสวิส ชื่อ DANIEL BERNOULLI เป็นผู้
ประกาศไว้เกี่ยวกับการลดความดันว่า "AIR PRESSURE DECREASES WHEN AIR VELOCITY
INCREASES"
NORMAL DECREASED NORMAL
EFFECT OF ANGLE OF ATTACK ON CENTER OF PRESSURE AIR FLOW
จ านวนของแรงยกทก่อขึ้นจะมากหรือน้อยจะขึ้นอยู่กับ
ี่
– รูปร่าง Airfoil
– พื้นที่ของปีก
– มุมที่พื้นที่ของปีก กระท ามุมเอียงต่อกระแสอากาศ
– ความแน่นและความเร็วของกระแสอากาศที่ผ่าน
๗๘
อัตราส่วนรูปร่าง (ASPECT RATIO) อัตราส่วนรูปร่างคือ ความสัมพันธ์ระหว่างระยะกว้าง
(Span) และพื้นที่ของแพนอากาศ (Airfoil) ซึ่งสามารถเขียนได้ดังนี้
อัตราส่วนรูปร่าง =
2
b
a
– b คือ ระยะกว้างของแพนอากาศ
– a คือ พื้นที่ของแพนอากาศ
อัตราส่วนรูปร่างยิ่งน้อยลงเท่าไร สัมประสิทธิ์แรงฉุดก็ยิ่งต่ าลงเท่านั้น ดังนั้นอาวุธปล่อยน า
วิถีความเร็วเหนือเสียงจึงเป็นแบบขลิบปีก
(Clipped wing) ต่างจากรูปร่างปีกแบบธรรมดา
ของอาวุธความเร็วต่ ากว่าเสียง ณ ที่ที่มีความเร็ว
เหนือเสียง แรงที่กระท าซึ่งกันและกันในระหว่าง
แรงฉุดของแต่ละส่วนจะรวมกันเป็นสัมประสิทธิ์
ของค่าแรงฉุดทั้งหมด
แพนอากาศที่ให้แรงยกมากที่สุด และมีแรงฉุดต่ าในย่านความเร็วต่ ากว่าเสียงคือ แพนอากาศ
รูปร่างปีกธรรมดา ดังในรูป
ั
ผลที่เกิดจากอตราส่วนรูปร่าง ถ้า
อตราส่วนรูปร่างน้อย แรงฉุดที่เกิดขึ้นก็จะน้อย
ั
ถ้าอตราส่วนรูปร่างมากแรงฉุดที่เกิดขึ้น ก็จะมาก
ั
ตามอัตราส่วนนั้น
ความคล่องตัวของอาวุธปล่อยน าวิถี
(MISSILE MANOEUVRABILITY) ถูกก าหนด
โดยความไวในการปรับแต่งขนาดของแรงยกของ
ื้
แผ่นควบคุม ระดับความคล่องตัวจะขึ้นกับน้ าหนักของอาวุธปล่อยน าวิถีและแรงยก ดังนั้นพนที่ของแผ่น
ควบคุมและต าแหน่งที่ติดตั้ง ความเร็วของอาวุธปล่อยน าวิถีและมุมโจมตี รวมทั้งเวลาในการตอบสนอง
ุ
ของอปกรณ์ต่างๆ ในระบบควบคุมจึงเป็นตัวประกอบที่มีความส าคัญต่อความคล่องตัวของอาวุธปล่อยน า
วิถี คุณสมบัติในการท างานของอาวุธปล่อยน าวิถีซึ่งแบ่งตามลักษณะของแผ่นควบคุม จะกล่าวถึงใน
รายละเอียดต่อไป
ลักษณะรูปร่างแบบแผ่นควบคุมด้านหน้า (CANARD CONFIGURATION) อาวุธปล่อยน าวิถี
แบบนี้ การหักเหของแผ่นควบคุมเป็นไปในด้านบวก ขอบด้านหน้า (Leading edge) จะถูกยกสูงขึ้น
ี
ท าให้เกิดมุมปะทะซึ่งก าหนดค่าเป็นมุมบวก ในการที่จะให้มีแรงยกเพยงพอจะต้องติดตั้งแผ่นควบคุมให้มี
มุมปะทะเป็นมุมกว้างมากๆ ประสิทธิภาพของแผ่นควบคุมแบบนี้จะขึ้นอยู่กับความไวในการหันแผ่น
ั
ควบคุมให้ได้มุมปะทะตามความต้องการ เมื่อมีค าสั่งสัญญาณมาจากระบบควบคุม อตราการหันของ
แผ่นควบคุมที่รวดเร็วท าให้ต้องใช้พลังงานมาก
๗๙
อาวุธปล่อยน าวิถีแบบนี้จะมีแผ่นนิ่งขนาดค่อนข้างใหญ่ เมื่อเปรียบเทียบกับแผ่นควบคุม
ื่
ด้านหน้าติดอยู่ทางด้านท้ายของตัวอาวุธเพอช่วยในการยกล าตัวและให้การทรงตัวที่ดีขึ้น แผ่นขนาดใหญ่
เช่นนี้ อาจเป็นผลให้เกิดแรงฉุดมากขึ้นได้ในบางกรณี อย่างไรก็ดีแผ่นควบคุมแบบติดด้านหน้านี้ มักจะ
ช่วยในการออกแบบระบบควบคุมให้เป็นไปได้อย่างง่ายที่สุด และสามารถเชื่อมติดต่อได้กับระบบน าวิถี
เป็นอย่างดี
ลักษณะรูปร่างแบบปีกควบคุม (WING CONTROL CONFIGURATION) แบบปีกควบคุมมีข้อดี
คือ ท าให้อาวุธมีความคล่องตัวมากโดยไม่จ าเป็นต้องท ามุมปะทะให้กว้าง ลักษณะเช่นนี้เหมาะที่จะใช้กับ
่
ระบบขับเคลื่อนที่เป็นเครื่องไอพนแบบแรมเจ๊ท (Ramjet) หรือใช้กับระบบน าวิถีแบบรับสัญญาณจากเป้า
(Homing) เมื่อท าการปรับแต่งทิศทางเนื่องจากความกว้างของมุมปะทะเกินไปจากมุมที่ต้องการ
(Dynamic overshoot) ในขณะท าการปรับแต่งจะมีค่าน้อยกว่าแบบอนๆ ท าให้การทรงตัวของอาวุธ
ื่
ิ่
ในขณะเคลื่อนไหวดีขึ้น การเคลื่อนตัวของอาวุธจะเริ่มขึ้นทันทีเมื่อปีกถูกหักเหไป และไม่ขึ้นกับการเพมมุม
ของตัวอาวุธแต่อย่างใด ในการสร้างแรงยก แรงหมุนที่ใช้ในการปรับแต่งปีกควบคุมอาจจะมีค่า
มากกว่าแบบที่ใช้แผ่นควบคุมด้านหน้า หรือด้านหางแต่อาจใช้พลังงานน้อยกว่าก็ได้ เพราะการปรับแต่ง
ปีกควบคุมไม่ต้องการความเร็วในการหักเหมากนัก จากการทดสอบแสดงว่าการเปลี่ยนที่ตั้งศูนย์กลาง
ื่
ก าลังดันมีน้อยลง และค่าแรงหมุนในการปรับแต่งปีกควบคุมก็ต่ าลง เมื่อใช้ร่วมกับแผ่นควบคุมอนที่ขยับ
ปรับแต่งได้ เนื่องจากติดอยู่ตอนกลางของแกนยาวของตัวอาวุธ เยื้องไปทางท้ายจุดศูนย์ถ่วงของตัวอาวุธ
ท าให้เกิดผลเสียแก่ระบบควบคุมปีก คือส่วนขับเคลื่อนรักษาความเร็ว (Rocket sustainer) จะต้องติด
ค่อนไปทางท้ายของจุดศูนย์ถ่วงท าให้เกิดการเปลี่ยนต าแหน่งของจุดศูนย์ถ่วง เมื่อการเผาไหม้ด าเนินไป
ขณะโคจร สิ่งเหล่านี้ท าให้เราค านึงถึงความคล่องแคล่วในการหันเลี้ยวตัวอาวุธตามการเผาไหม้ของ
เชื้อเพลิงที่ใช้
ลักษณะรูปร่างแบบแผ่นหางควบคุม (TAIL CONTROL CONFIGURATION) แผ่นหางควบคุม
ั
นั้น จะถูกปรับเอนไปในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางมุมปะทะจึงเป็นการรักษาค่ามุมสัมพนธ์ต่ าสุด
ิ
ระหว่างแผ่นควบคุมกับทิศทางการไหลของกระแสอสระ สิ่งนี้ท าให้แรงกระท าที่แผ่นควบคุมและแรงที่จะ
ั
ท าให้ตัวอาวุธแอนงอตลอดจนค่าแรงหมุนในการบิดบานพบมีค่าต่ า ผลจากการแทรกแซงกันระหว่างปีก
่
และหางจะลดน้อยลง เพราะแผ่นยกตอนหน้าอยู่ติดนิ่ง นอกจากนั้นแผ่นควบคุมด้านหางซึ่งมีขนาดเล็กก็
ั
ยังเป็นผลให้แรงหมุนในการปรับทิศทางและแรงฉุดมีค่าต่ า แต่อตราความเร็วในการหันแผ่นควบคุมนี้ ก็
ต้องท าให้มีค่าสูงเข้าไว้ เช่นเดียวกับกรณีแผ่นควบคุมด้านหน้า ทั้งนี้เพอลดเวลาในการเพมมุมปะทะของ
ิ่
ื่
ล าตัวและลดการควบคุมที่ผิดพลาดให้น้อยลง ดังนั้นจึงต้องใช้พลังงานสูงจ่ายให้ระบบควบคุม การปรับ
เอนแผ่นควบคุมเพื่อแก้อาการโคลงและการควบคุมตามแกนยาวสามารถออกแบบให้ท าพร้อมกันได้
ข้อจ ากัดของเนื้อที่ภายใน และความร้อนที่เกิดจากท่อไอเสียที่ติดตั้งบริเวณส่วนท้ายของอาวุธ
ปล่อย น าวิถีจะเป็นปัญหาที่ต้องศึกษาในการพิจารณาออกแบบระบบควบคุมของแผ่นควบคุมด้านหาง
๘๐
ลักษณะรูปร่างแบบไม่มีหาง (TAILLESS CONFIGURATION) แบบไม่มีหางมีข้อดีตรงที่ท าให้
รูปร่างกะทัดรัด และแผ่นควบคุมมีจ านวนน้อย แต่ข้อเสียที่เห็นได้ชัดที่สุดก็คือ ผลจากการที่ระยะระหว่าง
ื่
จุดศูนย์ถ่วงและแผ่นควบคุมไม่ห่างมากนัก เนื่องจากต้องติดปีกเพอใช้ในการทรงตัวที่บริเวณกลางล าตัว
ของอาวุธปล่อยน าวิถีเพราะถ้าติดปีกห่างไปทางท้ายมากเกินไปก็จะท าให้ใช้แรงหมุนในการทรงตัวมีค่าสูง
มาก ท าให้จ าเป็นต้องใช้แผ่นควบคุมที่มีขนาดใหญ่มาก เป็นผลให้ต้องใช้แรงผลักลงที่มีค่ามากแก่แผ่น
ื่
ควบคุม เพอดึงให้มุมปะทะร่วมของปีกและล าตัวมีค่าเป็นบวก ในทางตรงกันข้ามถ้าติดแพนปีกไป
ทางด้านหน้าก็จะเป็นการลดคุณลักษณะในการทรงตัวพร้อมทั้งลดระยะแขนของแรงหมุน (Moment
arm) ค่าของแรงหมุนในการควบคุมลดน้อยลง เพอที่จะเอาชนะแรงหมุนของแรงเฉลี่ยตามแนวแกนยาว
ื่
ื่
ของตัวอาวุธ และเพอสร้างแรงหมุนในการทรงตัวของแผ่นควบคุม ค่าแรงหมุนในการควบคุมจะต้องสูง
เพียงพอ ส าหรับการปรับแต่งทิศทางของอาวุธปล่อยน าวิถีด้วย
ต่อไปนี้จะได้กล่าวถึง การบังคับแผ่นควบคุมเพอช่วยให้อาวุธปล่อยน าวิถีโคจรอยู่ในต าแหน่งที่
ื่
เหมาะสมตามเส้นทางโคจรที่ต้องการ
ตัวประกอบที่ควบคุมได้ (FACTORS CONTROLLED) การควบคุมการทรงตัวของอาวุธปล่อย
น าวิถีในเส้นทางโคจร ท าได้โดยอปกรณ์ควบคุมการเคลื่อนไหวเชิงมุม (Angular movement) หรือ
ุ
เรียกได้อกอย่างหนึ่งว่าการหมุนรอบแกน (Rotational movement) ทั้ง ๓ คือ Pitch, Yaw, Roll ดังได้
ี
กล่าวมาแล้วเรียกว่า การเปลี่ยนที่ (Translation) ซึ่งรวมถึงการเคลื่อนตัวเป็นเส้นตรงของอาวุธปล่อยน า
วิถีด้วย ตัวอย่างเช่น แรงลมกระโชกฉับพลันหรือหลุมอากาศซึ่งอาจหอบเอาอาวุธปล่อยน าวิถีออกนอกวิถี
ี
โคจรได้เป็นระยะไกลโดยไม่ท าให้เกิดการเคลื่อนไหวเชิงมุมเลยหรือเกิดเพยงเล็กน้อยเท่านั้น การเคลื่อนที่
ในแนวเส้นตรงในทิศทางใดก็ตาม สามารถแยกเป็นแรงประกอบได้สามทาง คือ การเคลื่อนที่ในแนวขวาง
(Lateral movement) การเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง (Vertical movement) และการเคลื่อนที่ในทิศทางของ
แรงขับ ดังนั้นนอกจากการเคลื่อนไหวเชิงมุม ๓ ประการแล้ว ยังต้องค านึงถึงการเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง
ี
อก ๓ ทางด้วย อาวุธปล่อยน าวิถีในขณะโคจรจึงเรียกได้ว่า มีความเป็นอสระในการเคลื่อนไหวได้ ๖
ิ
ลักษณะ (Six degrees of freedom)
ชนิดของการควบคุม (TYPES OF CONTROL ACTION) สัญญาณในการควบคุมเบื้องต้น
ื่
อาจจะมาจากภายในตัวอาวุธหรือจากแหล่งภายนอกหรือทั้งสองอย่างประกอบกัน เพอประสานสัญญาณ
ิ
ั
เหล่านี้เข้าด้วยกัน เราอาจจะใช้คอมพวเตอร์ในการผสม (Mixer) รวบรวม (Integrate) และก าหนดอตรา
ุ
(Rate) ของสัญญาณต่างๆ ในระบบควบคุมอาวุธปล่อยน าวิถีการจ าข้อมูลท าโดยอปกรณ์ในการรวบรวม
(Integrating devices) และการคาดการณ์ว่าจะท าสิ่งใดต่อไป จะท าโดยอปกรณ์ก าหนดอตรา (Rate
ุ
ั
devices)
ิ
ิ
ระบบคอมพวเตอร์เปรียบได้กับสมองของอาวุธปล่อยน าวิถี ข่ายงานซึ่งจะท าการพจารณา
สัญญาณในการน าวิถี การเคลื่อนตัวของอาวุธปล่อยน าวิถีและต าแหน่งที่ของแผ่นควบคุม แล้วท าการ
ื่
ค านวณอย่างต่อเนื่องเพอสร้างสัญญาณขึ้นมาท าการปรับแต่งแผ่นควบคุม หรือการเปลี่ยนทิศทางของ
๘๑
กระแสไอพ่น ท าให้อาวุธปล่อยน าวิถีโคจรไปตามเส้นทางที่ก าหนด อาวุธปล่อยน าวิถีจะมีอาการคล้ายเรือ
คือ มีการเฉปัดไปปัดมา โคลง และกระโดดขึ้นลงตลอดเวลา นอกจากนี้ยังมีผลจากการเคลื่อนตัวแบบ
ิ
ี
เปลี่ยนที่กระท าเพมขึ้นอกด้วย การท างานของคอมพวเตอร์จึงสามารถเปรียบได้กับนายท้ายเรือ
ิ่
(Helmsman) ซึ่งต้องคอยท าการแก้เข็มถือท้ายเพอปรับเส้นทางเรือโดยสม่ าเสมอ
ื่
ค าว่าสัญญาณผิดพลาด (Error signal) และสัญญาณแก้ไข (Correction signal) เราสามารถใช้
แทนกันได้ ถ้าเรียกตามความหมายที่แท้จริงแล้ว สัญญาณแก้ไขก็คือสัญญาณสั่งการให้แผ่นควบคุม
เคลื่อนไหวอยู่ในต าแหน่งที่ถูกต้อง สัญญาณนี้ถูกส่งมาจากส่วนควบคุมของอาวุธปล่อยน าวิถี แต่
สัญญาณผิดพลาดเกิดขึ้นจากระบบน าวิถีซึ่งบอกถึงการเบี่ยงเบนออกจากเส้นโคจรที่ก าหนด เนื่องจาก
สัญญาณทั้งคู่เกี่ยวข้องกับค่าผิดพลาด เราจึงอาจเรียกสัญญาณทั้งสองได้ว่า สัญญาณผิดพลาด
ระบบควบคุมแบบอัตโนมัติส าหรับการนี้มักจะเรียกว่า กลไกทางเซอร์โว (Servo mechanism)
ซึ่งจะไม่ขอกล่าวถึงในที่นี้
ิ
หน้าที่ของคอมพวเตอร์ในระบบควบคุมการยิงก็คือ การแปลงข้อมูลที่มีอยู่ เป็นต้นว่า ความเร็ว
ื่
ต าบลที่ และข้อมูลอนๆ ให้เป็นข้อมูลที่ต้องการ เช่น การตั้งชนวนและการสั่งการให้อาวุธปล่อยน าวิถี
คอมพิวเตอร์จะท างานนี้โดยอาศัยส่วนประกอบและอุปกรณ์ที่ซับซ้อนต่างๆ ซึ่งประกอบกันขึ้นเป็นข่ายงาน
คอมพิวเตอร์เราอาจแบ่งชนิดตามลักษณะการจัดการสัญญาณควบคุมได้ดังนี้
๑. การผสม (Mixer) ท าหน้าที่รวมสัญญาณน าวิถี และสัญญาณควบคุมเขาด้วยกัน ในอตราส่วน
้
ั
ี
ที่เหมาะสม หรืออกนัยหนึ่งคือ สัญญาณแก้ไขจะต้องมีอตราของความผิดพลาดที่ถูกต้อง ตรวจหา
ั
ทิศทางที่ผิดพลาดแล้วจึงส่งสัญญาณแก้ไขที่มีค่าความแรง (Amplitude) อันเหมาะสม
๒. การก าหนดสัดส่วน (Proportional) ท าหน้าที่สร้างสัญญาณผิดพลาดให้ได้สัดส่วนกับการ
เบี่ยงเบนจากสัญญาณควบคุมที่ได้จากเครื่องตรวจจับ
ั
๓. การก าหนดอตรา (Rate) ท าหน้าที่ สร้างสัญญาณผิดพลาดให้ได้สัดส่วนกับความเร็วของ
ื่
การเบี่ยงเบน ค่าของสัญญาณนี้จะถูกน าไปรวมกับสัญญาณที่ได้จากการก าหนดสัดส่วนเพอน าไป
เปลี่ยนแปลงต าแหน่งและทิศทางของอาวุธในขณะโคจร
ชนิดของระบบย่อยการควบคุม (TYPES OF CONTROL SUBSYSTEMS) การควบคุมวิถีโคจร
ไม่ว่าจะเป็นด้วยวิธีใช้แผ่นควบคุม กังหันไอพน ไอพนนิ่ง หรือการเคลื่อนด้วยท่อไอเสียแบบอยู่กับที่
่
่
ื่
หรือเคลื่อนได้ ทั้งหมดนี้จะต้องอาศัยพลังงานจากแหล่งหนึ่งเพอให้เกิดการเคลื่อนตัว แหล่งพลังงานนี้
้
อาจถูกผลิตจากไอร้อนของแก๊ส อากาศที่ถูกอดหรือก าลังดันสูง หรือโดยวิธีการทางไฟฟา เช่น แบตเตอรี่
ั
้
พลังงานที่ส่งออกจากแหล่งผลิตไปยังส่วนควบคุมที่เคลื่อนได้จะใช้ระบบแรงดันหรือแรงแก๊ส ระบบไฟฟา
ระบบกลไก หรือระบบแรงดันของเหลวเชื่อมต่อกับแหล่งผลิตพลังงาน ดังกล่าวนี้
ระบบแรงดันหรือแก๊ส (Pneumatic system) ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดของถังบรรจุอากาศ หรือแก๊สที่
ถูกอดจะมีระยะในการท างานจ ากัด อากาศหรือแก๊สนั้นสามารถอดได้ ดังนั้นตัวกระตุ้น (Actuator) จะมี
ั
ั
ี
ั
ื่
การเคลื่อนตัวช้าเพราะต้องใช้เวลาในการอดอากาศในตัวกระตุ้น เพอให้เกิดมีก าลังดันเพยงพอที่จะท าให้
๘๒
ั
มันเคลื่อนตัว ระบบแรงดันของเหลว (Hydraulic system) นั้นของเหลวไม่สามารถอดได้จึงท าให้เกิด
การเคลื่อนตัวของตัวกระตุ้นได้รวดเร็วกว่า โดยเฉพาะเมื่อตัวกระตุ้นจะต้องเคลื่อนตัวต้านแรงที่มีค่ามากๆ
ดังนั้นอาวุธปล่อยน าวิถีที่มีขนาดใหญ่และความเร็วสูง จะต้องใช้การควบคุมด้วยตัวกระตุ้นชนิดนี้
ระบบแรงดันของเหลวในยุคแรกๆ ประกอบด้วยปั๊ม (Pump) ถังบรรจุ (Reservoir) ถังสะสม
(Accumulator) ตัวกระตุ้นต่างๆ (Actuators) และท่อเชื่อมส่วนต่างๆ เข้าด้วยกันซึ่งเป็นแบบที่ซับซ้อน
และยุ่งยากในการบ ารุงรักษาเป็นอนมาก ต้องมีการเติมและการถ่ายของเหลวออกซึ่งอาจเกิดการรั่วของ
ั
ของเหลวขึ้นได้ ระบบเซอร์โวไฮดรอลิกรุ่นใหม่จะเป็นแบบมีทุกอย่างในตัวเอง โดยมีถังบรรจุน้ ามันรอบๆ
ส่วนประกอบอื่นๆ โดยไม่มีข้อเสียแบบเดียวกับระบบไฮดรอลิกชนิดแรก ในระบบใหม่นี้พลังงานไฟฟาและ
้
สัญญาณควบคุมจะถูกส่งออกโดยสายไฟและเครื่องปิดกั้นแบบง่ายๆ ที่หมุนด้วยก าลังดันต่ าๆ จะถูกติดไว้
รอบๆ เครื่องปั๊มและท่อส่งออก
ั
การพฒนาทางเทคโนโลยีเกี่ยวกับของเหลวและท่อส่ง ท าให้การออกแบบระบบควบคุมเป็น
แบบที่ดีขึ้น ระบบเช่นนี้จะใช้การไหลของของไหล (ของเหลวหรือแก๊ส) เพอตรวจหาความผิดพลาด
ื่
ื่
ค านวณหาผลลัพธ์และขับระบบเซอร์โว การท างานทั้งหมดนี้ไม่ใช้ส่วนขับเคลื่อนตัวอนๆ เลย นอกจาก
การไหลของของไหลเท่านั้น ระบบของไหล (Fluidic system) จะใช้ไฟฟาและเครื่องกลไกเป็น
้
ี
ส่วนประกอบในการท างานในขณะที่ระบบท่อส่ง (Pipeline system) จะใช้ของเหลวเพยงอย่างเดียว
เท่านั้น
ข้อก าหนดของระบบเซอร์โวในการควบคุมอาวุธปล่อยน าวิถี (REQUIREMENTS OF A
MISSILE CONTROL SERVO SYSTEMS) ได้กล่าวแล้วว่าระบบย่อยในการควบคุมอาวุธปล่อยน าวิถี
เป็นระบบกลไกทางเซอร์โว (Servo mechanism) ชนิดหนึ่งซึ่งจะท างานโดยรับค าสั่งเป็นข้อมูลในการ
ปฏิบัติ โดยก าหนดประเภทและความแตกต่างระหว่างค่าที่ควรจะเป็นกับค่าที่เป็นไปแล้ว จากนั้นกลไกนี้
จะเปลี่ยนค่าที่เป็นไปแล้วให้เป็นค่าที่ควรจะเป็น ในการท างานตามขั้นตอนเหล่านี้ กลไกเซอร์โวจะต้อง
สามารถท าสิ่งต่อไปนี้ คือ
๑. รับค าสั่ง ซึ่งก าหนดผลที่ต้องการ
๒. ประเมินเงื่อนไขต่างๆ ที่เป็นอยู่ในขณะนั้น
๓. เปรียบเทียบผลลัพธ์ที่ต้องการกับเงื่อนไขที่เป็นอยู่แล้วหาค่าแตกต่าง
๔. ออกค าสั่งที่ได้มาจากค่าแตกต่างเพื่อเปลี่ยนเงื่อนไขที่เป็นอยู่ ให้เป็นผลลัพธ์ที่ต้องการ
๕. ท างานตามค าสั่งนั้น
ในการที่กลไกทางเซอร์โวสามารถท าตามข้อก าหนดที่กล่าวข้างบนได้นั้น มันจะต้อง
ประกอบด้วย ๒ ระบบ คือ ระบบตรวจจับค่าผิดพลาด และระบบควบคุมการท างานภาระ (Load) ซึ่งก็คือ
ค่าทางออก (Output) ของระบบเซอร์โว สามารถเรียกเป็นส่วนหนึ่งของอปกรณ์ควบคุมได้ ภาระระบบ
ุ
เซอร์โวจะต้องมีคุณสมบัติที่ต้องค านึงถึง เพอให้สอดคล้องกับเงื่อนไขที่ต้องการ เช่น ต าแหน่ง อตรา
ั
ื่
้
ความเร็วรวม อัตราเร่ง เป็นต้น ระบบอาจจะประกอบด้วยอุปกรณ์ไฟฟา แรงดันของเหลว แรงดันลม หรือ
๘๓
ุ
อุปกรณ์ที่ใช้ความร้อน หรือเป็นระบบที่รวมเครื่องเหล่านี้เข้าด้วยกันก็ได้ อปกรณ์ที่เรียกว่า เป็นภาระ เช่น
้
แผ่นบังคับของอาวุธปล่อยน าวิถี เพลาของมอเตอร์ไฟฟา และจานสายอากาศของเรดาร์ตามเป้า เป็น
ต้น (A radar tracking antenna)
ุ
อาวุธปล่อยน าวิถีบางชนิดอาจโคจรอยู่ในระดับความสูงมาก ซึ่งระดับของอณหภูมิและก าลังดัน
จะลดลงอย่างรุนแรง สิ่งนี้จะมีผลต่อระบบควบคุมทุกประเภทที่ระดับสูงมากๆ ระบบควบคุมที่ใช้แรงดัน
ของของเหลวอาจใช้ไม่ได้เลยเพราะความเหนียว (Viscosity) ของของเหลวจะเปลี่ยนไป ฟองอากาศใน
ส่วนที่เป็นโลหะอาจจะขยายใหญ่ขึ้นท าให้การท างานขัดข้องได้ การหล่อลื่นที่ระดับสูงส าหรับกลไกส่วนที่
ุ
เคลื่อนได้จึงต้องมีการพจารณาให้ดี การเปลี่ยนแปลงทางอณหภูมิก็มีผลต่อการท างานของชิ้นส่วน
ิ
อิเล็กทรอนิกส์ด้วยเช่นเดียวกัน
มีอาวุธปล่อยน าวิถีน้อยมากที่ออกแบบโดยไม่มีส่วนที่ท างานด้วยกระแสไฟฟา การใช้ระบบ
้
ควบคุมด้วยไฟฟ้าทั้งหมดจะท าให้อปกรณ์ต่างๆ ยกเว้นส่วนขับเคลื่อนอยู่ภายใต้สนามไฟฟาทั้งหมด ซึ่งจะ
ุ
้
ท าให้ง่ายต่อการผลิต ประกอบ และบ ารุงรักษา และยังท าให้ง่ายต่อการส่งข้อมูลหรือแจกจ่ายพลังงานไป
ตามส่วนต่างๆ ของอาวุธปล่อยน าวิถีด้วยสายไฟซึ่งสะดวกกว่าท่อของเหลวหรือท่อลม ความเร็วรอบของ
การหมุน และแรงเฉื่อยที่สูงของมอเตอร์ไฟฟ้า เป็นข้อเสียของการใช้ระบบควบคุมด้วยไฟฟาทั้งหมดเพราะ
้
แรงเฉื่อยจะท าให้เกิดอาการล้าหลัง (Lag) ขึ้นซึ่งถ้ามีมากก็จะท าให้ระบบการท างานท าด้วยความไม่
เพียงพอหรือมีแนวโน้มที่เกิดอาการแกว่งไปมา (Oscillate) ได้
ระบบเซอร์โวก๊าซร้อน (Hot gas servo system) ใช้เครื่องท่อก๊าซร้อนจากการเผาไหม้ของผง
ดินปืน ซึ่งก็คือระบบแรงดันก๊าซนั่นเอง ความร้อนของก๊าซเป็นปัญหาประการหนึ่งและมักจะต้องท าการ
ื่
กรอง เพอป้องกันการแพร่กระจายและการเสียดสีกับลูกสูบของเครื่องกระตุ้น เซอร์โวก๊าซร้อนนี้มีใช้ใน
อาวุธปล่อยน าวิถีเป็นจ านวนมาก เป็นต้นเช่น SIDEWINDER, SHRIKE, TERRIER, TARTAR แต่ต่อมา
ระบบการควบคุมแบบอื่น ๆ ได้ปรับปรุงดีขึ้น ท าให้ระบบก๊าซร้อนนี้ไม่ค่อยนิยมใช้ต่อไปอีก
ระบบที่ควบคุมด้วยเครื่องกลไกทั้งหมดไม่นิยมใช้กัน เพราะข้อมูลที่ผิดพลาดจะถูกส่งจากเครื่อง
ตรวจหาชนิดกลไกด้วยวิธีทางกลไก เช่น ระบบฟนเฟอง สายเคเบิล เพลาหมุน หรือเพลาเลื่อน หรือ
ั
ื
่
ระบบสายพานส่วนต่างๆ เหล่านี้ ต้องต่อกับแผ่นควบคุมหรือท่อไอพน และการค านวณก็ต้องใช้ระบบ
กลไกด้วย ซึ่งจะท าให้ยากมาก
ั
ข้อเสียหลักของระบบควบคุมด้วยกลไกคือต้องใช้พลังงานเป็นอนมากในการฉุดดึง ส่วน
สายพาน และฟันเฟืองต่างๆ และการติดตั้งเป็นไปได้อย่างยากยิ่งโดยเฉพาะในพื้นที่จ ากัด
เรามักจะเลือกเอาข้อดีของแต่ละชนิดมาใช้เพอกลบข้อเสียของบางชนิด ซึ่งท าได้โดยการ
ื่
รวบรวมระบบควบคุมแต่ละชนิดเข้าด้วยกัน เช่น ระบบแรงดันลมไฟฟา (Pneumatic electric) ระบบ
้
้
แรงดันของของเหลว–ไฟฟา (Hydraulic–electric) และระบบแรงดันของของเหลวกลไก (Hydraulic-
mechanic) หรือ อื่นๆ
๘๔
การควบคุมอย่างต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่อง (Discontinuous and continuous control) แบบ
การควบคุมที่ง่ายที่สุด สามารถแสดงด้วยวงจรขั้นต้น ดังในรูป
S
B LOAD
ุ
วงจรประกอบด้วยแหล่งจ่ายพลังงาน สะพานไฟ (Switch) หรืออปกรณ์ควบคุม และภาระ
(Load) ที่ไม่ก าหนดค่าองค์ประกอบเหล่านี้จะต่อกันแบบอนุกรมเมื่อสะพานไฟปิด พลังงานจะไหลไปที่
ระบบและเกิดงานที่มีประโยชน์ เมื่อสะพานไฟเปิดแหล่งพลังงานได้ถูกตัดออกจากภาระ ดังนั้นการไหล
ของพลังงานจึงมีค่าเป็นศูนย์ หรือค่าจ ากัดที่ก าหนดได้จากความต้านทานของวงจร การท างานของระบบ
ทั่วไปเช่นนี้เรียกว่า การควบคุมแบบไม่ต่อเนื่อง
ถ้าเปลี่ยนแปลงวงจร โดยใช้ความต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ (Rheostat) แทนสะพานไฟ วงจร
จะให้ความควบคุมอย่างต่อเนื่องเมื่อเลื่อนจุดสัมผัสของความต้านทานแบบเปลี่ยนค่าได้ความต้านทานของ
วงจรจะเปลี่ยนค่าอย่างต่อเนื่อง พลังงานที่จ่ายให้กับภาระจะเปลี่ยนค่าอย่างต่อเนื่องเช่นกัน แทนที่จะเป็น
แบบปิด ๆ เปิด ๆ อย่างเช่น การควบคุมแบบไม่ต่อเนื่อง ตัวอย่างง่าย ๆ ๒ ประการนี้ แสดงถึงคุณสมบัติ
เบื้องต้นของระบบควบคุมทั่วไป คือ พลังงานที่ต้องการใช้ระบบจะมีค่าน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับปริมาณ
พลังงานที่จะต้องส่งไปยังภาระ R
B
LOAD
วงจรปิดและเปิดในระบบเซอร์โว (Open and Closed–Loop Servo Systems) ในตัวอย่าง
ข้างบนแหล่งพลังงานจะถูกควบคุมโดยตรง ด้วยการใช้คนปิด – เปิดสะพานไฟ หรือปรับเลื่อนค่าตัว
ต้านทาน ในระบบเซอร์โวที่ซับซ้อนกว่านี้ สัญญาณควบคุมจะถูกส่งไปยังอปกรณ์ที่ให้ก าลัง โดยอาศัยการ
ุ
ท างานของอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือเครื่องมือกลไกแทนการใช้มือปรับแต่ง
ระบบเซอร์โวแบบอัตโนมัติแบ่งออกเป็น ๒ ชนิด คือ ระบบวงจรเปิด (Open Loop) และระบบ
วงจรปิด (Closed Loop) ดังรูปทั้งสองระบบนี้สัญญาณเข้าต้องเป็นแบบที่สอดคล้องกับเงื่อนไขที่ต้องการ
ภาระ
๘๕
INPUT OUTPUT
A. CONTROLLLE LOAD
R
COMPARISION
DEVICE
INPUT OUTPUT
B. CONTROLLER LOAD
ACTUATING SIGNAL
FEEDBACK OUTPUT
SIGNAL
MEASURING DEVICE
A. OPEN LOOP B. CLOSED LOOP
BASIC TYPES OF AUTOMATIC SERVO SYSTEMS
ุ
ในระบบวงจรเปิดสัญญาณเข้าจะส่งไปที่อปกรณ์ควบคุม ซึ่งจะจัดต าแหน่งของภาระให้
ิ
ุ
สอดคล้องกับสัญญาณเข้า ลักษณะของวงจรเปิดคือการท างานของอปกรณ์ควบคุมจะเป็นอสระต่อค่า
ทางออกอย่างสิ้นเชิง
การท างานของระบบวงจรปิดจะต้องใช้การป้อนกลับ (Feedback) ทั้งค่าทางออก และค่า
ทางเข้า จะเป็นตัวก าหนดการท างานของอุปกรณ์ควบคุม ที่เป็นส่วนประกอบของวงจรเปิดรวมกับอปกรณ์
ุ
สองชิ้นที่เพมเข้าไปเพอการท างานแบบป้อนกลับ ค่าทางออกจะถูกตรวจวัดและสัญญาณป้อนกลับที่เป็น
ิ่
ื่
สัดส่วนกับค่าทางออกจะถูกป้อนกลับไปเปรียบเทียบกับค่าทางเข้า สัญญาณกระตุ้น (Actuating signal)
คือสัญญาณที่เป็นสัดส่วนกับค่าแตกต่างระหว่างค่าทางเข้าและค่าทางออก ดังนั้นการท างานของระบบจึง
ขึ้นกับค่าทางเข้าและค่าทางออกแทนที่จะเป็นค่าทางเขาอย่างเดียวเหมือนกับแบบวงจรเปิด
้
ระบบควบคุมวงจรปิดซึ่งบางครั้งก็เรียกว่า การควบคุมแบบป้อนกลับ เป็นที่นิยมใช้กันมากกว่า
แบบวงจรเปิด โดยเฉพาะในกรณีที่ต้องการความรวดเร็วและความถูกต้องแม่นย าของระบบมาก ความ
แม่นย าที่เหนือกว่าของระบบวงจรปิดเป็นผลจากการท างานของระบบป้อนกลับซึ่งไม่มีใช้ในวงจรเปิด
ื่
อปกรณ์แบบวงจรปิดนี้ท างานโดยอตโนมัติเพอแก้ไขความแตกต่างระหว่างค่าทางออกที่ต้องการกับ
ุ
ั
ต าแหน่งของภาระในขณะนั้น และสามารถตอบสนองต่ออาการรบกวนที่เกิดขี้นอย่างไม่แน่นอน
(Random) รวมทั้งตอบรับการเปลี่ยนแปลงของค่าทางเข้าด้วย
การท างานของระบบควบคุมทั้งหมด (Overall Operation) ระบบควบคุมอาวุธปล่อยน าวิถี
เบื้องต้น ตามผังสี่เหลี่ยมข้างล่างนี้ เครื่องไยโรอิสระ (Free Gyro) จะก าหนดแกนอ้างองเพอให้อาวุธปล่อย
ิ
ื่
๘๖
ิ
้
ิ
น าวิถีสามารถก าหนดต าแหน่งที่ของตัวมันเทียบกับแกนอางองที่เป็นอสระได้ เมื่ออาวุธปล่อยน าวิถีอยู่ใน
ต าแหน่งใดก็ตาม สัญญาณไยโรอิสระจะถูกส่งจากเครื่องไยโรไปยังระบบคอมพิวเตอร์ของอาวุธปล่อยน าวิถี
สัญญาณเหล่านี้เป็นสัดส่วนกับค่ามุมของการโคลง การกระโดดขึ้นลงและการเฉในขณะนั้น
หลังจากเปรียบเทียบสัญญาณเหล่านี้กับข้อมูลอื่นๆ แล้ว (เป็นต้นว่าสัญญาณน าวิถี) จะได้ค่าสัญญาณแก้ไข
ี
ออกมา สัญญาณแก้ไขจะสั่งให้เครื่องควบคุมจัดต าแหน่งแผ่นควบคุมทั้งหลายอกต่อหนึ่ง เครื่องขยาย
ื่
ิ่
(Amplifier) ท าหน้าที่เพมความแรงให้กับสัญญาณแก้ไขเพอให้มีก าลังเพยงพอที่จะไปกระตุ้นเครื่อง
ี
ควบคุมได้ ข้อมูลป้อนกลับในระบบท าหน้าที่ส าคัญเช่นเดียวกับในระบบเซอร์โวแบบวงจรปิดทุกชนิด
กล่าวคือกลไกป้อนกลับจะวัดค่าต าแหน่งของแผ่นควบคุมอย่างต่อเนื่องแล้วส่งสัญญาณกลับไปยัง
คอมพิวเตอร์อีกครั้งหนึ่ง
นอกจากการป้อนกลับภายในซึ่งที่จริงแล้วเป็นการวัดหาค่าของเครื่องกลไกของแผ่นควบคุม
หรือท่อไอพนแล้ว เครื่องตรวจจับการเคลื่อนไหวของอาวุธปล่อยน าวิถีก็อาจกล่าวได้ว่าเป็นลักษณะการ
่
ป้อนกลับจากภายนอก (External feedback) ความจริงที่ว่า เครื่องไยโรตรวจจับการเปลี่ยนต าแหน่งของ
อาวุธปล่อยน าวิถีอย่างต่อเนื่องนับเป็นสิ่งที่ชี้ถึงความคิดของการป้อนกลับจากภายนอก ซึ่งแสดงด้วย
เส้นประในรูป
SENSOR FREE GYRO SUMMATION
SIGNALS AND ERROR
MISSILE
COMPUTER AMPLIFIER SIGNALS CONTROLLER
ROLL NETWORK
PITCH
YAW FEEDBACK
GYROSCOPES FEEDBACK SIGNALS MECHANISM
CONTROL SURFACE
OR JET CONTROLS
MISSILE ATTITUDE
EXTERNAL FEEDBACK
BASIC MISSILE CONTROL SYSTEM
องค์ประกอบของระบบควบคุมอาวุธปล่อยน าวิถี (Elements of missile control systems)
อาจแบ่งเป็นกลุ่มได้ตามลักษณะการท างานของมัน แต่ไม่สามารถแบ่งแยกส่วนต่างๆ ออกจากกันได้อย่าง
เด็ดขาด เพราะมันต้องท างานร่วมกันและมีการเหลื่อมล้ ากันอยู่
๘๗
อุปกรณ์ในการตรวจจับอาการเคลื่อนไหวของอาวุธปล่อยน าวิถี (Missile Movement sensor)
้
ุ
ั
เครื่องตรวจหาอัตราผิด (Error sensing devices) ค่าและทิศทางของอตราผิดจะวัดได้จากอปกรณ์อางอง
ิ
คือ ไยโร ซึ่งจะท าการเปรียบเทียบสัญญาณ จากนั้นเป็นหน้าที่ของเครื่องค านวณอตราผิด จะค านวณค่า
ั
และทิศทางที่ต้องแก้ไข แล้วส่งค าสั่งไปแก้ไขอาการเบี่ยงเบนที่เกิดขึ้นผ่านเครื่องขยายก าลัง ขยายความ
แรงของสัญญาณอตราผิด แม้ว่าจุดประสงค์หลักของเครื่องขยายก าลังจะท าการขยายความแรงของ
ั
ุ
สัญญาณ ออกจากคอมพิวเตอร์ให้มีก าลังมากขึ้นเพยงพอที่จะเคลื่อนไหวอปกรณ์ควบคุมแล้วก็ตาม การใช้
ี
วงจรป้อนกลับก็จะช่วยท าให้การท าการควบคุมเป็นไปอย่างราบรื่น
ระบบควบคุมอาวุธปล่อยน าวิถีกับระบบควบคุมการยิงไม่ใช่อย่างเดียวกัน จะมีความแตกต่างกัน
กล่าวคือ
ระบบหาทิศทางให้แก่อาวุธปล่อยน าวิถีหรือหาต าแหน่งเป้า ตลอดจนชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องในการ
ท างานรวมกันเป็นระบบ คือ ระบบควบคุมการยิง อปกรณ์เหล่านี้จะท าการควบคุมอาวุธทั้งหลายที่มีอยู่
ุ
เช่นในเรือ ได้แก ปืน อาวุธปล่อยน าวิถี และตอร์ปิโด เป็นต้น
่
ระบบควบคุมอาวุธปล่อยน าวิถี จะท าการควบคุมเฉพาะตัวอาวุธปล่อยน าวิถี (อยู่ในตัวอาวุธ
็
ุ
ปล่อยน าวิถี) และอาจจะรับข้อมูลการชี้ทิศทางจากอปกรณ์ในเรือเพิ่มขึ้นกได้
ส่วนน าวิถี
ระบบการน าวิถีต่างๆ มีไว้เพื่อควบคุมวิถีโคจรหรือเส้นทางโคจร (FLIGHT PATH) ของอาวุธปล่อย
น าวิถี ตั้งแต่ออกจากแท่นปล่อยหรือแท่นยิง (LAUNCHING PLATFORM) จนกระทั่งชนเป้า ไม่ว่าเป้าที่จะ
ท าลายนั้น จะเป็นเป้านิ่ง เป้าเคลื่อนที่หรือเป้าเคลื่อนที่ที่สามารถหลบหลีกได้ก็ตาม
ข้อมูลต่างๆ ที่ใช้ป้อนเข้าระบบน าวิถีอาจได้มาจากภายในตัวอาวุธปล่อยน าวิถีหรือได้มาจากระบบ
ควบคุมภายนอกตัวอาวุธปล่อยน าวิถีหรือทั้งสองอย่างประกอบกัน อาวุธปล่อยน าวิถีจะเข้าหาเป้าได้
อย่างสมบูรณ์โดยทั่วไปนั้นจ าเป็นจะต้องมีความสามารถในการรับรู้ข้อมูลต่างๆ ดังต่อไปนี้
๑. รับรู้การเคลื่อนไหวในลักษณะต่างๆ ของตัวอาวุธปล่อยน าวิถี อาวุธปล่อยน าวิถีทุกชนิด
ต้องสามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวเชิงมุมได้ บางชนิดตรวจจับการลื่นไถลทางแนวตั้งหรือแนวนอนได้
บางชนิดตรวจจับแรงขับ (TRUST) ได้
๒. รับรู้ค าสั่งต่างๆ ที่สั่งให้แก่อาวุธปล่อยน าวิถีเพื่อเปลี่ยนแปลงเส้นทางบินหรือความเร็ว
๓. รับรู้ต าแหน่งของแผ่นบังคับหรือแผ่นควบคุม (CONTROL SURFACE) ในขณะใดๆ หรือ
ุ
ต าแหน่งการท างานของอปกรณ์ซึ่งใช้ในการควบคุมการหัน (YAW) กระดก (PITCH) และโคลง (ROLL)
ของตัวอาวุธปล่อยน าวิถี ข้อมูลเหล่านี้จะถูกตรวจจับด้วยอุปกรณ์ตรวจจับ (SENSORS) ที่เหมาะสม
ระบบของอาวุธปล่อยน าวิถีทุกชนิดจะต้องประกอบด้วย ระบบควบคุมรักษาต าแหน่งของอาวุธ
ปล่อยน าวิถีให้อยู่บนแนวแกนทั้งสามกับระบบก าหนดและควบคุมวิถีโคจร
๘๘
ในการออกแบบระบบน าวิถีของอาวุธปล่อยน าวิถีนั้น มีหลายวิธีด้วยกัน แต่โดยทั่วไปจะอาศัย
หลักการของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านความถี่ต่าง ๆ เช่น
ELECTROMAGNETIC SPECTRUM
FREQUENCY (HZ)
16
22
4
19
7
10
13
10 10 10 10 10 10 10 10
MICROWAVES
X RAYS INFRARED RADAR AUDIO
FREQUNECIES
RADIO
VISIBLELIGHT
GAMMA RAYS
ULTRAVIOLET
WAVELENGTH (METERS)
– ใช้การตรวจจับเป้า ในย่านความถี่คลื่นวิทยุหรือคลื่นเรดาร์
– ใช้การตรวจจับเป้า ในย่านความถี่คลื่นเสียง ( SOUND WAVE )
– ใช้การตรวจจับเป้า ในย่านความถี่คลื่นความร้อน ( INFRARED )
– ใช้การตรวจจับเป้า ด้วยหลักการวิธีการอื่น ๆ นอกเหนือจากที่กล่าว
ถ้าใช้หลักการของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอุปกรณ์ที่ใช้ในการตรวจจับจะต้องมีจานเรดาร์ สายอากาศ
เรดาร์ และเครื่องรับ เมื่อเครื่องรับตรวจจับเป้าได้แล้วและติดตามเป้าอยู่ก็จะได้ข้อมูลเกี่ยวกับต าแหน่งของ
เป้า (ระยะ ความเร็ว ทิศทาง) ส่งไปให้ระบบควบคุม ท าหน้าที่บังคับอาวุธปล่อยน าวิถีให้โคจรไปสู่
เป้าหมายที่ต้องการและเป็นไปในแบบวงจรปิด (CLOSED LOOP)
ุ
โดยปกติอปกรณ์ตรวจจับความเคลื่อนไหวของอาวุธปล่อยน าวิถี คือ ระบบไยโร ซึ่งสามารถ
้
ิ
ตรวจจับอตราผิดจากต าแหน่งอางองกับแนวทั้งสาม (CHANGES IN MISSILE ATTITUDE) และอปกรณ์
ุ
ั
ตรวจจับสัญญาณน าวิถีอาจเป็นเครื่องรับวิทยุ หรือเครื่องรับสัญญาณเรดาร์ หรืออนฟราเรดก็ได้ เมื่อ
ิ
คอมพิวเตอร์ได้รับข้อมูลทั้งสองชนิดข้างต้นแล้ว จะส่งสัญญาณแก้ไขไปให้ตัวกระตุ้น (ACTUATOR) ท าให้
แผ่นบังคับเคลื่อนไหว คอมพวเตอร์จะท าการเปรียบเทียบสัญญาณแก้ไข กับสัญญาณป้อนกลับที่มาจาก
ิ
อุปกรณ์ตรวจจับ ต าแหน่งของแผ่นบังคับอยู่ทุกขณะ เมื่อสัญญาณแก้ไขมีค่าเป็นศูนย์ตัวกระตุ้นแผ่น
บังคับก็จะหยุดท างาน ระบบที่มีสัญญาณป้อนกลับแบบนี้เรียกว่า เป็นระบบวงจรปิด
อปกรณ์ตรวจจับความเคลื่อนไหวของอาวุธปล่อยน าวิถี จะท าหน้าที่ควบคุมการทรงตัว
ุ
ิ
(STABILIZATION) ของอาวุธปล่อยน าวิถีในทางหัน กระดก และโคลง โดยส่งสัญญาณผ่านคอมพวเตอร์
ไปควบคุมตัวกระตุ้นบังคับอาการหันของแผ่นบังคับเพอให้อาวุธปล่อยน าวิถีเกิดการทรงตัวที่ดี การน าวิถี
ื่
และการทรงตัวเป็นขบวนการท างานที่แตกต่างกัน แต่เกิดขึ้นพร้อมๆ กัน
๘๙
การน าวิถี
เส้นทางโคจรในการน าวิถี โดยทั่วไปแบ่งออกเป็น ๓ ช่วง คือ
๑. ช่วงแรก (INERTIAL PHASE)
๒. ช่วงเดินทาง (MIDCOURSE PHASE)
๓. ช่วงสุดท้าย (TERMINAL PHASE)
ช่วงแรกถือได้ว่าเป็นช่วงการท างานของดินขับเร่งความเร็ว (BOOST PHASE) หรือช่วงของการ
ปล่อย (LAUNCHING PHASE)
- ๘๙ -
GUIDANCE PHASES OF MISSILE FLIGHT
๑.) ช่วงแรก (INERTIAL PHASE) ช่วงนี้อาวุธปล่อยน าวิถีจะถูกเร่งความเร็วโดยดินขับ ตั้งแต่
ออกจากแท่นปล่อยจนกระทั่งดินขับถูกเผาไหม้หมดไปในอาวุธปล่อยน าวิถีบางประเภท ส่วนดินขับเร่ง
ความเร็ว (BOOSTER) จะหลุดไปเมื่อเผาไหม้หมดท าให้น้ าหนักของอาวุธปล่อยน าวิถีเบาลงและสามารถ
โคจรได้ระยะทางไกลกว่าเดิม การโคจรของอาวุธปล่อยน าวิถีในช่วงแรกนี้ส าคัญมากเพราะหลังจากนี้ต่อไป
อาวุธปล่อยน าวิถีจะต้องอยู่ในต าแหน่งที่สามารถควบคุมบังคับได้และจะต้องโคจรเข้าหาพร้อมทั้งมองเห็น
เป้าหมายที่ต้องการด้วย
ถ้าเป็นอาวุธปล่อยน าวิถีประเภทที่ใช้การน าวิถีด้วยการขี่ไปบนล าคลื่นเรดาร์ (BEAM RIDING
MISSILE) เมื่อหมดช่วงแรกแล้วตัวอาวุธปล่อยน าวิถีจะต้องเข้ามาอยู่ในต าแหน่งที่ล าคลื่นเรดาร์จับเป้าได้
เรียบร้อยแล้ว ในอาวุธปล่อยน าวิถีบางชนิดแผ่นบังคับจะถูกบังคับให้อยู่นิ่งกับที่จนกว่าจะเข้าสู่ช่วงเดินทาง
(MIDCOURSE PHASE)
๒.) ช่วงเดินทาง (MIDCOURSE PHASE) โดยทั่วไปช่วงเดินทางนี้จะเป็นระยะทางที่ยาวที่สุด
และกินเวลานานที่สุดกว่าช่วงใดๆ ในช่วงนี้อาจมีค าสั่งต่าง ๆ จากในตัวอาวุธปล่อยน าวิถีเองหรือมาจาก
จุดควบคุมภายนอกสั่งการให้อาวุธปล่อยน าวิถีโคจรเข้าสู่เส้นทางที่ต้องการ ปกติระบบน าวิถีในช่วง
เดินทางจะน าอาวุธปล่อยน าวิถีเข้าไปใกล้ จนกระทั่งเข้าสู่ระบบน าวิถีในช่วงสุดท้าย (TERMINAL
๙๐
PHASE) สามารถท างานได้ ในอาวุธปล่อยน าวิถีบางชนิด ระบบน าวิถีในช่วงเดินทางใช้ทั้งในช่วงเดินทาง
และช่วงสุดท้าย
ั
ระบบน าวิถีช่วงเดินทางโดยทั่วไปใช้หลักการท างานของไยโรร่วมกับเครื่องวัดอตราเร่ง ซึ่ง
เรียกว่า INERTIAL GUIDANCE PLATFORMS
๓.) ช่วงสุดท้าย (TERMINAL PHASE) ช่วงนี้เป็นช่วงที่ส าคัญที่สุด การน าวิถีในช่วงนี้จะต้องมี
ความแม่นย าและมีการตอบสนองตามค าสั่งต่างๆ ได้อย่างรวดเร็ว ในช่วงใกล้ชนเป้าอาวุธปล่อยน าวิถีจะไม่
สามารถเลี้ยวหักเหโดยกะทันหันเพื่อตามไปชนเป้าที่มีความเร็วสูงได้ ดังนั้นช่วงสุดท้ายนี้มักต้องเป็นระบบ
น าวิถีชนิดพิเศษเพื่อให้โอกาสพลาดเป้ามีน้อยที่สุด
ี
ส าหรับอาวุธปล่อยน าวิถีระยะสั้นอาจมีระบบน าวิถีเพยงระบบเดียว ใช้กับทั้งสามช่วงดังกล่าว
ข้างต้น อาวุธปล่อยน าวิถีระยะกลางจะมีระบบน าวิถีแตกต่างกันในช่วงแรก ช่วงเดินทาง และช่วง
สุดท้าย บางชนิดสามารถเปลี่ยนระบบน าวิถีจากระบบหนึ่งไปสู่อกระบบหนึ่งได้เมื่อถูกสัญญาณรบกวน
ี
(JAMMING) จากฝ่ายตรงข้าม
อาวุธปล่อยน าวิถีประเภท พน–สู่–พน เส้นทางโคจรของการน าวิถีจะถูกแบ่งออกเป็น ๒ ระบบ
ื้
ื้
ดังนี้
๑. เส้นทางโคจรทางแนวตั้งหรือทางสูง การน าวิถีทางแนวตั้งจะใช้เครื่องวัดความสูงที่ใช้ความถี่
วิทยุ (RADIO ALTIMETER) ส่งคลื่นวิทยุและสะท้อนกลับมาเข้าเครื่องรับจากนั้นจึงท าการค านวณหา
ความสูงจริงขณะโคจร แล้วน ามาเปรียบเทียบกับความสูงที่โปรแกรมหรือตั้งไว้ล่วงหน้า (PRESET
HEIGHT) ค่าความสูงที่ผิดไปจากที่โปรแกรมจะถูกน าไปแปลงเป็นสัญญาณบังคับหางเสือให้อาวุธปล่อยน า
วิถีโคจรอยู่ในระดับความสูงตามที่ถูกโปรแกรมไว้
1 2 3
VERTICAL
๙๑
เส้นทางโคจรทางแนวตั้ง สามารถแบ่งได้เป็น ๓ ช่วง ดังนี้
๑.) ช่วงแรก (INERTIAL PHASE) อาวุธปล่อยน าวิถีจะถูกผลักให้ขึ้นไปสู่อากาศด้วย
ิ
แรงขับของ BOOSTER จนถึงจุดสูงสุดแล้วตกลงมาอย่างอสระ (FREE FALL) ด้วยแรงโน้มถ่วงหรือแรง
ดึงดูดของโลก เนื่องจากน้ าหนักของตัวอาวุธปล่อยน าวิถีอาการเดินทางในช่วงนี้เรียกว่า BALLISTIC
๒.) ช่วงเดินทาง (MIDCOURSE PHASE) ช่วงนี้อาวุธปล่อยน าวิถีจะโคจรรักษา
ระดับด้วยความเร็วคงที่จากแรงขับของ SUSTAINER หรือเครื่องยนต์ขับเคลื่อนในการเดินทาง อาการ
เดินทางในช่วงนี้เรียกว่า CRUISE
๓.) ช่วงสุดท้าย (TERMINAL PHASE) ช่วงนี้อาวุธปล่อยน าวิถีจะท าการลดระดับ
ุ่
ลง(DIVE) โคจรเรี่ยน้ า (SKIMMING) เพอพงเข้าชนเป้าในช่วงเดินทางและช่วงสุดท้ายของการโคจรนั้น
ื่
เครื่องวัดความสูงที่ติดอยู่กับตัวอาวุธปล่อยน าวิถีจะท าการวัดความสูงของอาวุธปล่อยน าวิถีเหนือพื้นน้ า
๒. เส้นทางโคจรทางแนวนอนหรือทางข้าง การน าวิถีทางแนวนอนนั้น อาจแบ่งออกได้เป็น
ุ
๒ ช่วง คือ ช่วงแรกอาจใช้ระบบน าวิถีแบบ INERTIAL GUIDANCE ซึ่งมีอปกรณ์ คือไยโร (Gyro Scope)
และเครื่องวัดอัตราเร่ง (Accelerometer) ท าการวัดความเคลื่อนไหวของอาวุธปล่อยน าวิถีในแนวแกนทั้ง
สาม หรือใช้ระบบหันเลี้ยวที่ส่งไปกับเรดาร์ (Radar command Guidance) ส่วนในช่วงสุดท้ายจะใช้
ระบบน าวีแบบ Homing Guidance ซึ่งอาจเป็น Active Homing Semi Active Homing หรือ
Passive Homing ซึ่งจะได้กล่าวถึงต่อไป
HORIZONTAL
การควบคุมการน าวิถี
อาวุธปล่อยน าวิถีเป็นผลิตผลที่ได้จากการน าวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีมาประยุกต์ใช้ในกิจการ
ทหาร ในการท าให้อาวุธยิงหรืออาวุธปล่อยน าวิถีมีความแม่นย าสูง หวังผลได้แม้ในระยะไกล โดยเฉพาะ
ิ
อย่างยิ่งต่อเป้าหมายเคลื่อนที่ โดยใช้หลักการทางฟสิกส์เกี่ยวกับการสะท้อนของเคลื่อนสัญญาณ ซึ่งความ
แม่นย าของอาวุธปล่อยน าวิถีเกิดจากการที่เมื่อยิงอาวุธปล่อยน าวิถีออกไปแล้ว การควบคุมเส้นทางโคจร
(บิน) สามารถเปลี่ยนแปลงแก้ไขได้จากกลไกภายในอาวุธปล่อยน าวิถีนั้นเองและเรียกการควบคุมนั้นว่า
“การควบคุมการน าวิถี” การควบคุมการน าวิถีโดยปกติแล้วเกิดขึ้นเกือบจะตลอดเส้นทางที่โคจรไปใน
๙๒
อากาศ ซึ่งการควบคุมนี้อาจควบคุมจากภายในตัวอาวุธปล่อยน าวิถีเองหรือควบคุมจากภายนอกก็ได้
อาวุธธรรมดาต่างจากอาวุธปล่อยน าวิถีคือ หลังจากยิงหรือปล่อย ออกไปแล้วไม่สามารถควบคุมวิถีการ
โคจรได้ วิถีการโคจรของมันขึ้นอยู่กับการเล็งยิงจากเครื่องยิง ซึ่งเป็นการน าทิศในขั้นต้นเท่านั้นเมื่อท า
้
การยิงหรือปล่อยออกไปแล้วไม่สามารถแกไขเส้นทางการโคจรได้
จุดประสงค์หลักของการควบคุมอาวุธปล่อยน าวิถีคือ การกระท าใด ๆ ก็ตามที่จะส่งผลให้อาวุธ
ปล่อยน าวิถีซึ่งได้ถูกปล่อยออกไปให้โคจรเข้าสู่เป้าหมายตามต้องการ ซึ่งไม่ใช่สิ่งที่ง่ายนักในการควบคุม
ั
ิ
ดังกล่าว เนื่องจากขณะที่อาวุธปล่อยน าวิถีโคจรอยู่นั้นจะได้รับอทธิพลจากหลายสิ่งหลายอย่าง ในอนที่จะ
ท าให้เกิดแรงมากระท าต่อตัวมันโดยแรงต่างๆ เหล่านั้นมีผลต่อการที่จะท าให้อาวุธปล่อยน าวิถีเคลื่อนตัว
ออกจากแนวที่ต้องการทั้งสิ้น ปัจจุบันบริษัทผู้ผลิตอาวุธปล่อยน าวิถี ได้พยายามค้นหาวิธีการในการที่จะ
ควบคุมอาวุธปล่อยน าวิถีออกมาหลายๆ รูปแบบ จนบางครั้งในการติดตามค้นคว้าดูสับสนที่จะเข้าใจได้
ั
อย่างถ่องแท้ ทั้งยังได้มีการตั้งชื่อการควบคุมเป็นศัพท์ใหม่ๆ ขึ้นมา อนจะเป็นผลให้เกิดการสับสนของ
ผู้ติดตามได้ทั้งสิ้น แต่อย่างไรก็ดีไม่ว่าบริษัทผู้ผลิตจะได้ค้นคิดชื่อแปลกๆ ใหม่ๆ ขึ้นมาอย่างไรก็ตาม
พื้นฐานที่แท้จริงของมันก็คงมีอยู่เช่นเดิมมิได้มีการเปลี่ยนแปลงแต่ประการใด
โดยปกติแล้ว เราจะแบ่งอาวุธปล่อยในลักษณะของการควบคุมออกเป็นประเภท ๆ ได้ดังนี้
๑. อาวุธปล่อยประเภทไม่น าวิถี (UNGUIDED MISSILE) อาวุธปล่อยประเภทนี้ ได้แก่ ลูกระเบิด
ลูกปืนแบบธรรมดา และจรวด (ROCKET) การควบคุมอาวุธปล่อยแบบนี้จะควบคุมได้ที่เดียวคือ ที่ฐาน
ปล่อยเท่านั้น ภายหลังจากการปล่อยอาวุธออกจากฐานปล่อยแล้วไม่สามารถที่จะควบคุมอาการได้อีก
ในที่นี้จะกล่าวเฉพาะจรวดไม่น าวิถีซึ่งเป็นจรวดระยะสั้นมาก สั้น ใกล้ถึงปานกลาง ไม่มีการ
ควบคุมและมักจะเป็นจรวดชิ้นเดียว (เป็นส่วนน้อยที่มี BOOSTER อยู่ด้วย) ความแม่นย าในการกระทบ
เป้าขึ้นอยู่กับการเล็งครั้งแรกก่อนปล่อย อาการกระจายจะเกิดจากค่า COEFFICIENT ต่างๆ ค่าความ
ผิดพลาดทางขีปนวิธีจะเพมมากขึ้นหากใช้ความเร็วต่ า ทั้งนี้เนื่องจาก AERODYNAMIC STABILITY ของ
ิ่
จรวดที่ใช้หางน าทิศจะมีค่าต่ ามากที่ความเร็วต่ า
ค่าต่างๆ ที่ถือเป็นหลัก ในการวัดประสิทธิภาพของจรวดประเภทนี้ ได้แก่
– ระยะ (RANGE)
– อ านาจการท าลาย (LETHALITY หรือ TERMINAL EFFECT)
– ความแม่นย า (ACCURACY)
– เวลาในการแล่นในอากาศ (TIME OF FLIGHT)
ส าหรับในแง่ของคุณลักษณะในการเคลื่อนที่ไปในอากาศ (FLIGHT CHARACTERISTIC) ซึ่งถือ
ว่า มีอิทธิพลโดยตรงต่อขีปนวิธีของจรวดประเภทนี้ก็คือ
– DRAG จะมีผลอย่างมากต่อระยะและ TIME OF FLIGHT
– AERODYNAMIC JUMP มีผลอย่างมากต่อความแม่นย า
๙๓
ั
ี
ื่
นอกจากนี้ยังมีค่า COEFFICIENT อนๆ ที่มีผลต่อขีปนวิธีของจรวดทั่วไปอก อนเป็นส่วนหนึ่ง
ของ AERODYNAMIC FORCE COEFFICIENT เป็นการไม่ยากนักที่จะออกแบบและสร้างจรวดประเภทนี้
ขึ้นมาสัก ๑ แบบ (บนสมมุติฐานที่ว่ามีทุกอย่างพร้อมมูล) ให้มีระยะยิงไกล TIME OF FLIGHT สั้น มี
อาการกระจายน้อย อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่มักจะเป็นอปสรรคต่อ IDEAL ROCKET ตัวนี้ก็คือ ประโยชน์
ุ
จาก PAYLOAD ที่มีและน าไปใช้ได้คุ้มค่ามากน้อยแค่ไหน เช่น ออกแบบให้ยิงได้ระยะ ๓๐ กม. อย่าง
แม่นย า แต่สามารถแบกหัวรบที่มีดินระเบิดไปได้เท่ากับลูกระเบิดมือ ๒–๓ ลูก ก็ไม่มีความหมายอะไร
ดังนั้นการพยายามปรับให้ได้สัดส่วนกัน ระหว่างระยะความแม่นย าและอานาจการท าลาย จึงเป็นงานที่มี
อปสรรคอยู่มากพอสมควรต่อการออกแบบ เนื่องจากการปรับค่าของตัวหนึ่งย่อมจะกระทบกับค่าของอก
ุ
ี
อย่างหนึ่งอย่างหลีกเหลี่ยงได้ยาก
DRAG นั้นก็คือ AERODYNAMIC FORCE อันหนึ่ง ในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการโคจร
(FLIGHT PATH) อนเกิดขึ้นเนื่องมาจากความต้านทานของล าตัวจรวดต่อการไหลของอากาศที่เคลื่อนตัว
ั
ผ่าน ซึ่งจะแบ่งเป็น ๒ ส่วน คือ ณ ที่ BOUNDARY LAYER ส่วนหนึ่งกับส่วนของอากาศที่ถูกอดอยู่
ั
ข้างหน้าจรวด ปัญหาของ DRAG ในการออกแบบก็คือ จะต้องลดค่า DRAG ให้น้อยลง ในขณะที่ยังคง
สามารถรักษาแรงยก (LIFT) และ STABILITY ของตัวจรวดไว้ให้ได้
AERODYNAMIC JUMP คือ อาการที่ลู่ทางโคจรของลูกจรวดไม่เป็นแนวทางเดียวกับแนวแกน
ท่อส่ง คือ เกิดมุมระหว่าง AXIS OF BORE และ PROJECTILE TRAJECTORY ขึ้น ในขณะออกจากล า
กล้อง ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากสาเหตุต่างๆ กัน เช่น ลม GRAVITY DROP YAW MOMENT เป็นต้น
AERODYNAMIC FORCE คือ แรงต่างๆ ที่กระทาบนตัวจรวด ในขณะที่เคลื่อนที่ในอากาศ อัน
ได้แก แรงขับ (THRUST) DRAG WEIGHT LIFT
่
ื่
ก่อนที่จะกล่าวต่อไป ขอกล่าวให้ทราบถึงการจัดระบบ COORDINATE สักเล็กน้อย เพอจะได้
เข้าใจแนวทางเดียวกัน โดยที่ในการท างานด้าน PROJECTILE นั้น เราก าหนด COORDINATE ขึ้นหนึ่งชุด
เพื่อให้เห็นถึงแรงและ MOMENTS ที่กระท าต่อตัว PROJECTILE นั้น ๆ
AXIS ทั้ง ๓ ที่จะประกอบเป็น COORDINATE นี้ถือว่ามี ORIGIN อยู่ที่ CENTER OF GRAVITY
ประกอบด้วย
๑) X–AXIS หรือ LONGITUDINAL AXIS อาการหมุนที่เกิดขึ้นรอบแกนนี้เรียกว่า ROLL
๒) Y–AXIS หรือ LATERAL AXIS อาการหมุนที่เกิดขึ้นรอบแกนนี้เรียกว่า PITCH ท าให้เกิด
อาการกระดกขึ้นหรือลง
๓) Z–AXIS หรือ VERTICAL AXIS อาการหมุนที่เกิดขึ้นรอบแกนนี้เรียกว่า YAW ท าให้
เกิดอาการเบี่ยงเบนไปทางซ้ายหรือทางขวา
โดยทั่วไปจรวดไม่น าวิถีมักใช้เชื้อเพลิงประเภท CHEMICAL COMBUSTION แบบเชื้อเพลิงแข็ง
ความแม่นย าอาจสู้ปืนใหญ่ไม่ได้แต่ข้อดีคือ ใช้ง่าย น้ าหนักน้อย เคลื่อนย้ายสะดวก ยิงพร้อมๆ กันได้ครั้ง
ละ มากๆ LAUNCHER สร้างง่าย ราคาถูก
๙๔
ื้
๒. อาวุธปล่อยน าวิถี (GUIDED MISSILE) โดยหลักการค านวณพนฐานแล้วก็คือ หลักการ
เดียวกันกับจรวดไม่น าวิถีแต่ที่แตกต่างกันก็คือ มีชุดน าวิถีใส่เข้าไปด้วย วิวัฒนาการอาวุธปล่อยน าวิถี
กล่าวโดยสรุปคือ เริ่มจากสมัยสงครามโลกครั้งที่ ๒ โดยการท าให้ลูกระเบิดเกิดการระเบิดใกล้เป้าหมาย
้
้
โดยอาศัยคลื่นแม่เหล็ก ไฟฟา คือที่ส่วนหัวของลูกระเบิดจะมีอปกรณ์ส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟาออกไป เมื่อ
ุ
คลื่นนี้ไปกระทบเป้าหมายก็จะสะท้อนกลับมายังตัวรับสัญญาณของลูกระเบิดเมื่อเข้าใกล้เป้าหมาย
สัญญาณที่ลูกระเบิดได้รับจะเข้มขึ้นเรื่อยๆ จนถึงค่าที่ก าหนดไว้ซึ่งเป็นระยะห่างจากเป้าหมายที่เหมาะสม
ก็จะเกิดการระเบิด ดังแสดงในรูป
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่งออกมาจากลูกระเบิด
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สะท้อนจากเป้า
ลูกระเบิด
ตัวส่งและตัวรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
เป้าหมาย
แสดงการใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในการเสาะหาเป้าของลูกระเบิด
ต่อมาได้มีการพฒนาใช้เรดาร์ในระบบน าวิถีโดยในล าตัวอาวุธปล่อยน าวิถีจะมีตัวรับรู้
ั
้
(SENSOR) เป็นเครื่องรับสัญญาณเรดาร์ซึ่งตัวรับรู้นี้จะให้สัญญาณไฟฟาสูงสุดเมื่อความเข้มของสัญญาณ
สูงสุด คือ กลางล าเรดาร์ เมื่ออุปกรณ์ให้สัญญาณเรดาร์ส่งล าเรดาร์ไปกระทบเป้าหมาย และติดตามเป้าอยู่
นั้นอาวุธปล่อยน าวิถีจะถูกยิงหรือปล่อยจากเครื่องยิงหรือฐานยิงแล้ววิ่งตามล าเรดาร์เข้าสู่เป้าหมาย เมื่อใด
ที่อาวุธปล่อยน าวิถีเบี่ยงเบน หรือจะโคจรออกนอกล าเรดาร์สัญญาณไฟฟาจากตัวรับรู้จะออนลงและ
้
่
สัญญาณจากเครื่องรับรู้นี้ จะถูกส่งไปที่อปกรณ์ควบคุมทิศทางของอาวุธปล่อยน าวิถีโดยคอมพวเตอร์
ิ
ุ
้
ื่
ิ
เล็ก ๆ ของระบบจะเป็นตัวพจารณาความเข้มของสัญญาณ และจะผลิตกระแสไฟฟาเพอแก้ไขค่าของ
ิ
สัญญาณที่ต่างไปจากที่ควรจะเป็นสัญญาณจากคอมพวเตอร์จะถูกส่งไปใช้ในการควบคุมทิศทางการ
เคลื่อนที่ของอาวุธปล่อยน าวิถี โดยจะพยายามให้อยู่กลางล าเรดาร์ให้มากที่สุด ดังแสดงในรูป
๙๕
เป้าหมาย
อาวุธน าวีถี
ล าเรดาร์
อุปกรณ์ให้สัญญาณเรดาร์ ฐานยิง
แสดงการท างานของอาวุธน าวิถีด้วยเรดาร์
ี
การน าวิถีด้วยอนฟราเรดก็เป็นอกวิวัฒนาการหนึ่งของระบบน าวิถี โดยเฉพาะอย่างยิ่งอาวุธ
ิ
ต่อสู้อากาศยาน โดยที่ตัวอาวุธปล่อยน าวิถีจะมีอปกรณ์ที่สามารถจับทิศทางของคลื่นอนฟราเรดและจะ
ิ
ุ
ิ
รับรู้ความร้อนจากเครื่องยนต์ของเป้าหมายซึ่งปล่อยรังสีอนฟราเรดออกมา จากนั้นจะส่งสัญญาณไปที่
ื่
คอมพวเตอร์ซึ่งอยู่ในตัวอาวุธปล่อยน าวิถีเพอให้ผลิตสัญญาณไปควบคุมทิศทางการเคลื่อนที่ของอาวุธ
ิ
ปล่อยน าวิถีอีกทีหนึ่ง ดังแสดงในรูป
แสดงการท างานของอาวุธน าวิถีด้วยอินฟราเรด
อาวุธปล่อยน าวิถีด้วยเลเซอร์เป็นวิวัฒนาการค่อนข้างล่าสุดของระบบน าวิถี การน าวิถีด้วยแสง
เลเซอร์ใช้เทคโนโลยีเช่นเดียวกับการน าวิถีด้วยเรดาร์ซึ่งใช้ล าเรดาร์หาต าแหน่งของเป้าหมาย แต่
ล าแสงเลเซอร์จะให้ความแม่นย ามากกว่า เนื่องจากล าแสงเลเซอร์มีคุณสมบัติที่พเศษกว่าล าเรดาร์ คือ
ิ
ล าแสงจะขนานโดยตลอดไม่มีบานปลายออกในระยะไกล แต่ล าเรดาร์จะบานในระยะไกลท าให้การ
ค้นหาเป้าหมายในระยะไกลไม่แม่นย าเท่าแสงเลเซอร์ เทคนิคการใช้ล าแสงเลเซอร์น าวิถีมีหลักการส าคัญ
ดังนี้คือจะต้องมีอุปกรณ์ที่ท าให้ล าแสงเลเซอร์ยิงไปที่เป้าหมายซึ่งจะท าให้เกิดสัญญาณกระตุ้น ให้มีการยิง
อาวุธปล่อยน าวิถีเข้าสู่เป้าหมายอย่างแม่นย า
จากความแม่นย าในการโจมตีเป้าหมายของอาวุธปล่อยน าวิถีที่เหนือกว่าอาวุธธรรมดา และ
ระยะหวังผลที่ไกลกว่า ท าให้ปัจจุบันอาวุธปล่อยน าวิถีได้รับการจัดหาเข้าประจ าการ ในกองทัพประเทศ
๙๖
ื้
ื้
ต่างๆ เป็นจ านวนมากและมีการแบ่งออกเป็นหลายประเภท เช่น อาวุธปล่อยน าวิถีพน–สู่–พน, พน–
ื้
สู่–อากาศ, อากาศ–สู่–พื้น และอากาศ–สู่–อากาศ เป็นต้น แต่เมื่อกล่าวถึงระบบการน าวิถีของมันแล้ว
เราก็สามารถที่จะแบ่งออกได้เป็นหลายระบบด้วยกันเช่น
๒.๑ INERTIAL GUIDANCE SYSTEM (การน าวิถีโดยใช้หลักการของแรงเฉื่อย) เป็นระบบที่มี
ความมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงระบบ PRESET GUIDANCE เนื่องจากระบบ PRESET GUIDANCE นั้น เมื่อ
ยิงไปแล้วหากมีสิ่งภายนอกมากระท า เช่น กระแสลมเปลี่ยนอย่างรวดเร็ว รุนแรง ฯลฯ จะท าให้เส้นทาง
เปลี่ยนไป ส าหรับระบบ INERTIAL GUIDANCE นี้ สามารถแก้ไขได้โดยเครื่องมือหลักสองชุด คือ
ACCELEROMETER และ GYRO STABILIZER, ACCELEROMETER จะเป็นตัววัดอัตราเร่งของอาวุธปล่อย
น าวิถีอยู่ตลอดเวลา พร้อม ๆ กับที่ GYRO จะบอกสถานภาพว่าขณะนี้อาวุธปล่อยน าวิถีเบนออกจากแนว
ที่มุ่งหมายไว้เป็นค่าเท่าใด เพอส่งข้อมูลไปยัง ONBOARD COMPUTER ในการค านวณแก้ไขให้แก่ระบบ
ื่
ควบคุมต่อไปหรืออาจกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ วิธีนี้แนวการโคจรของอาวุธปล่อยน าวิถีจะถูกป้อนข้อมูลใส่ไว้ใน
เครื่องควบคุมในตัวอาวุธก่อนท าการปล่อย เครื่องมือที่ใช้ในการควบคุมนั้นจะมีอยู่ภายในตัวอาวุธปล่อยน า
ิ
วิถีโดยใช้เครื่องวัดชนิดไวพเศษ คือ GYROSCOPE และ ACCELEROMETER ซึ่งจะท าให้สามารถรู้
ต าแหน่ง ทิศทาง และอตราเร็วของอาวุธปล่อยน าวิถีโดยมี COMPUTER เป็นตัวรับข้อมูลมาค านวณ
ั
แก้ไขให้ระบบควบคุมต่อไปนั่นเอง
ACCELEROMETERS IN A GUIDED MISSILE
ตัวอย่างที่เห็นได้ง่ายแบบหนึ่งซึ่งเรารู้จักกันดีคือ GYRO ที่ใช้ในตอร์ปิโด การยิงตอร์ปิโดนั้นใน
บางสถานการณ์เรือยิงไม่สามารถที่จะหันท่อตอร์ปิโดให้อยู่ในแนวที่เหมาะสมได้ท าให้เกิดข้อจ ากัดในการ
ยิง ผู้ผลิตตอร์ปิโดได้แก้ไขปัญหาดังกล่าว ด้วยการใช้ GYRO ติดตั้งไว้ในลูกตอร์ปิโดและใช้ GYRO ตัวนี้
เป็นตัวควบคุมตอร์ปิโดโดยให้วิ่งเข้าแนวที่ต้องการ โดยก่อนท าการยิงจะตั้งให้มุมของ GYRO เบี่ยงเบนไป
จากแนวที่ควรจะเป็น เมื่อยิงตอร์ปิโดออกไปแล้ว GYRO จะพยายามปรับตัวของมันเข้าสู่ต าแหน่งที่
ถูกต้องตามคุณสมบัติของ GYRO ท าให้เกิดแรงขึ้น แรงที่เกิดขึ้นนี้จะถูกน าไปใช้บังคับระบบน าทางของ
ตอร์ปิโดให้หันเข้าสู่แนวยิงที่ต้องการ แต่ทั้งนี้เวลาเริ่มยิงและความเร็วตอร์ปิโดจะต้องถูกน ามาใช้ในการ
ิ
พจารณาร่วมกันอย่างเหมาะสม ลักษณะการควบคุมการน าทางแบบที่กล่าวนี้ เรียกว่า INERTIAL
๙๗
GUIDANCE โดยปกติจะใช้กับอาวุธปล่อยน าวิถีประเภทพื้น–สู่–พื้น ติดตั้งบนแท่นประจ าที่ (FIX) ที่ติดตั้ง
กับยานปล่อยที่มีขีดจ ากัดในเรื่องการหันตัวเอง ให้อาวุธตรงกับแนวยิงที่เหมาะสม หรือยานปล่อยมีความ
คล่องตัวในการหันค่อนข้างต่ า เช่น การน าวิถีช่วงแรกของอาวุธปล่อยน าวิถี EXOCET MM-38 เป็นต้น
แนวยิงที่ต้องการ
ช่วงของการควบคุมด้วยไยโร
การควบคุมด้วย GYRO
๒.๒ HOMING GUIDANCE SYSTEM (การน าวิถีรับคลื่นจากเป้า) วิธีนี้ตัวอาวุธปล่อยน าวิถีจะมี
SENSOR ในตัวเอง เป็นตัวท าหน้าที่ในการรักษาทิศทางการโคจรของมันให้อยู่ในแนวที่เหมาะสม
ตลอดเวลา โดยจะใช้สัญญาณที่ได้รับจากเป้าเป็นบรรทัดฐานในการหาระยะและทิศทางของเป้า ดังนั้น
จะเห็นได้ว่า ความละเอยดถูกต้องของแนวยิงอาวุธปล่อยน าวิถีในขณะเริ่มยิงไม่จ าเป็นจะต้องละเอยดเท่า
ี
ี
แบบ UNGUIDED MISSILE เนื่องจากภายหลังการยิงออกไปแล้วตัวอาวุธปล่อยน าวิถีสามารถปรับแต่ง
แนวของมันเองได้ ระบบควบคุมการน าทางแบบ HOMING GUIDANCE นี้ ยังแบ่งออกได้เป็น ๓ แบบ
ด้วยกัน โดยพิจารณาจากต้นก าเนิดพลังงานที่ตัวอาวุธปล่อยน าวิถีใช้ในการน าทางเข้าหาเป้า
๒.๒.๑ ACTIVE HOMING การน าวิถีรับคลื่นจากเป้าด้วยเครื่องรับเครื่องส่งในตัวเองเป็น
แบบของการควบคุมอาวุธเข้าหาเป้าชนิดที่ตัวสร้างสัญญาณที่ใช้ส่งออกไปกระทบเป้า และตัวรับสัญญาณ
ที่สะท้อนกลับมาจากเป้าจะถูกบรรจุไว้ด้วยกันในตัวอาวุธปล่อยน าวิถี (ทั้งระบบ RADAR TRANSMITTER
และ RECEIVER บรรจุอยู่ครบ) ลักษณะการท างานคือ เมื่อ
อาวุธปล่อยน าวิถีถูกยิงออกไปได้ในระยะที่เหมาะสมระยะหนึ่ง
เครื่องสร้างสัญญาณในตัวอาวุธปล่อยน าวิถีจะท าการส่ง
สัญญาณออกไปซึ่งอาจเป็นสัญญาณ ELECTROMAGNETIC
เสียง หรืออน ๆ เมื่อสัญญาณที่ส่งออกไปกระทบเป้าจะ
ื่
สะท้อนกลับ เครื่องรับที่อยู่ในตัวอาวุธปล่อยน าวิถีจะท าการ
รับสัญญาณนั้นแล้วท าการค านวณหาระยะทิศทางและอาการ
ต่างๆ ของเป้าตามที่ต้องการเพอสั่งการไปยังเครื่องควบคุม
ื่
๙๘
การโคจร บังคับให้อาวุธปล่อยน าวิถีเบี่ยงเบนเข้าสู่แนวโคจรที่เหมาะสมต่อไป (สามารถตามจับเป้า และ
แก้ไขขีปนวิธีของตัวเองได้ภายในตัวเอง) ตัวอย่างที่เห็นได้ของอาวุธที่ใช้การน าทางแบบนี้ ได้แก่ อาวุธ
ปล่อยน าวิถี EXOCET, C-801, C-802A, HARPOON แบบที่กองทัพเรือไทย เรามีใช้อยู่
ี่
ข้อดีของอาวุธปล่อยน าวิถีทใช้ระบบน าทางแบบนี้ ได้แก ่
ิ
– ระบบควบคุมการยิงที่อยู่บนยานปล่อยจะเป็นอสระภายหลังจากการยิงอาวุธปล่อยน า
วิถีออกไปแล้ว และจะสามารถใช้ในการต่อตีเป้าอื่นได้ทันที
– การต่อตีเป้าในระยะไกลได้ผลดีเนื่องจากระยะของสถานีส่งสัญญาณและสถานีรับ
สัญญาณ ในตัวอาวุธปล่อยน าวิถีจะโคจรเข้าใกล้เป้าไปทุกขณะ ท าให้การรับสัญญาณจากเป้าชัดเจนขึ้น
ตามล า ดับเมื่อเปรียบเทียบกับสัญญาณที่ยานปล่อยได้รับ
ิ
– ยานปล่อยมีอสระในการปฏิบัติทันที ภายหลังจากยิงอาวุธปล่อยน าวิถีออกไปแล้วจึง
มีชื่อเรียกกันว่า "FIRE AND FORGET" (ยิงแล้วลืม)
่
ข้อเสียของอาวุธปล่อยน าวิถีทใช้ระบบน าทางแบบนี้ ได้แก
ี่
ิ่
– การที่จะต้องติดตั้งระบบสร้างสัญญาณไว้ภายในท าให้เป็นการเพมความซับซ้อนและ
เพิ่ม น้ าหนักให้กับตัวอาวุธปล่อยน าวิถี ท าให้มีราคาแพง โดยที่ตัวสร้างสัญญาณดังกล่าวนี้ก็จะถูกท าลาย
ไปทันทีที่อาวุธปล่อยน าวิถีชนเป้า
๒.๒.๒ SEMI ACTIVE HOMING การน าวิถีรับคลื่นจากเป้าโดยอาศัยเครื่องส่งจาก
ภายนอก วิธีนี้เครื่องสร้างสัญญาณที่จะส่งไปกระทบเป้าจะติดตั้งไว้นอกตัวอาวุธปล่อยน าวิถี โดยปกติจะ
อยู่บนยานปล่อย ส่วนการท างานอน ๆ ก็คงเป็นเช่นเดียวกับ
ื่
แบบ ACTIVE HOMING ระบบนี้เป้าจะถูก ILLUMINATE โดย
TRACKING RADAR จากฐานยิงหรือจาก SOURCE อนๆ นอก
ื่
ตัวอาวุธปล่อยน าวิถีในตัวอาวุธปล่อยน าวิถีจะมีแต่ RADAR
RECEIVER เท่านั้น ตัวอย่างที่เห็นได้ง่ายคือ อาวุธปล่อยน าวิถี
แบบGABRIEL MK.1 ในช่วง HOMING ที่ใช้ระบบควบคุมแบบ
SEMI ACTIVE HOMING (ช่วงการเดินทางก่อน HOMING มิได้
เป็นแบบ SEMI ACTIVE HOMING)
ข้อดีของอาวุธปล่อยน าวิถีทใช้ระบบควบคุม แบบ SEMI ACTIVE HOMING ได้แก ่
ี่
– เครื่องสร้างสัญญาณไปกระทบเป้ามักติดตั้งอยู่บนยานปล่อย ขีดจ ากัดเรื่องขนาดจึง
น้อยกว่า ที่ติดตั้งอยู่ในอาวุธปล่อยน าวิถีท าให้สามารถสร้างเครื่องสร้างสัญญาณได้มีประสิทธิภาพสูงตาม
ต้องการได้คือ จะให้ก าลังส่งได้สูงกว่าและระยะไกลกว่าแบบที่ติดตั้งอยู่ในตัวอาวุธปล่อยน าวิถี
– ลดน้ าหนักในตัวอาวุธปล่อยน าวิถีลงได้ท าให้สามารถเพมเติมดินระเบิดในตัวอาวุธ
ิ่
ปล่อยน าวิถีได้มากขึ้น ถ้าเป็นอาวุธปล่อยน าวิถีขนาดเดียวกับแบบ ACTIVE HOMING
๙๙
– ความสลับซับซ้อนในตัวอาวุธปล่อยน าวิถีน้อยลง เนื่องจากส่วนสร้างสัญญาณมิได้อยู่
ในตัวอาวุธปล่อยน าวิถี
่
ข้อเสียของอาวุธปล่อยน าวิถีแบบนี้ ได้แก
– ความอสระของยานปล่อยและเครื่องควบคุมบนยานปล่อย เนื่องจากยานปล่อย
ิ
จะต้องคอยส่งสัญญาณให้ไปกระทบกับเป้าอยู่ตลอดเวลาในขณะที่อาวุธปล่อยน าวิถียังโคจรอยู่ ท าให้ยาน
ิ
ปล่อยยังไม่เป็นอสระภายหลังจากการยิงไปแล้วจนกว่าอาวุธปล่อยน าวิถีจะชนเป้า ยานปล่อยและเครื่อง
ควบคุมบนยานปล่อยจึงเป็นอิสระและใช้ต่อตีเป้าใหม่ได้
๒.๒.๓ PASSIVE HOMING การน าวิถีรับคลื่นสัญญาณซึ่งก าเนิดจากเป้า ระบบนี้อาศัยเป้า
เป็นแหล่งแพร่รังสีต่างๆ ออกมาและอาวุธปล่อยน าวิถีมีตัวตามจับรังสีเหล่านั้น จากนั้นก็จะติดตามเป้าได้
อาวุธปล่อยน าวิถีแบบนี้ที่รู้จักกันมากก็คือ AIM–9 SIDE
WINDER ของกองทัพอากาศ วิธีนี้จะตัดปัญหาเรื่องเครื่อง
สร้างสัญญาณออกไป การท างานของเครื่องควบคุมเข้าหา
เป้าจะใช้สัญญาณที่เป้าแพร่ออกมาเป็นบรรทัดฐานในการ
ก าหนดทิศทางเข้าหาเป้า
ดังนั้นอาวุธปล่อยน าวิถีประเภทนี้จะมีข้อดี
เรื่องน้ าหนักเช่นเดียวกับแบบ SEMI ACTIVE HOMING
ิ
และข้อดีเรื่อง ความเป็นอสระของยานปล่อยเช่นเดียวกับ
แบบ ACTIVE HOMING
ี
แต่ข้อเสียของระบบนี้คือ พลังงานที่มันจะได้รับจากการที่เป้าแพร่ออกมาอาจไม่เพยงพอที่
เครื่องรับที่ตัวอาวุธปล่อยน าวิถีจะได้รับเนื่องจากพลังงานที่ปล่อยออกมาจากเป้าจะเปลี่ยนแปลงผกผันกับ
ก าลังสองของระยะเป้า นอกจากนั้นแล้วเป้าอาจมีขีดความสามารถในการลดพลังงานดังกล่าวที่จะปล่อย
ั
ออกไป เช่น เสียงหรือความร้อน เป็นต้น ผลอนนี้ท าให้ขีดความสามารถของเครื่องมือตรวจจับในตัว
อาวุธปล่อยน าวิถีจับเป้าได้ในระยะใกล้มาก ในปัจจุบันนี้ความสามารถของระบบน าทางแบบนี้จะถูกใช้กับ
ระบบอาวุธในการต่อตีเป้าระยะใกล้เท่านั้น การน าวิถีแบบนี้ใช้สัญญาณคลื่นที่ก าเนิดจากเป้าโดยตรง อาทิ
เช่น
– INFRARED HOMING หรือ IR HOMING การน าวิถีรับคลื่นรังสีความร้อนใช้
PASSIVE IR SEEKER ท าให้อาวุธปล่อยน าวิถีแล่นเข้าหาเป้าตามคลื่น IR ที่แพร่ออกจากเป้า การน าวิถี
แบบนี้บางท่านเรียกว่า “PASSIVE IR HOMING”
– RADAR RADIATION HOMING การน าวิถีรับคลื่นเรดาร์จากเป้า การน าวิถีแบบนี้ใช้
อปกรณ์ตรวจจับการแพร่คลื่นเรดาร์ของเป้าและท าให้อาวุธปล่อยน าวิถีไปตามคลื่นนั้น การน าวิถีแบบนี้
ุ
บางท่านเรียกว่า “ANTI RADIATION HOMING”
๑๐๐
– SOUND EFFECT การน าวิถีรับคลื่นเสียงจากเป้า การน าวิถีแบบนี้จะประกอบด้วย
ิ
หัวไมโครโฟนชนิดไวเป็นพเศษติดตั้งอยู่ตอนหัวของอาวุธปล่อยน าวิถี การน าวิถีแบบนี้จะใช้กับตอร์ปิโด
เป็นส่วนใหญ่และเรียกการน าวิถีแบบนี้ว่า “PASSIVE HOMING TORPEDO”
๒.๓ REMOTELY GUIDANCE SYSTEM จากการที่กล่าวถึงการเข้าหาเป้าในระบบ HOMING
GUIDANCE นั้น จะเห็นว่ายานปล่อยไม่สามารถที่จะควบคุมอาวุธปล่อยน าวิถีได้เลย ภายหลังที่ได้ปล่อย
อาวุธออกไปแล้ว ในปัจจุบันความสามารถของเป้าสูงขึ้นทั้งด้านความคล่องตัวและความเร็วประกอบกับมี
ระบบต่อต้านในรูปแบบต่างๆ ท าให้เกิดความจ าเป็นที่จะต้องสามารถควบคุมอาวุธปล่อยน าวิถีได้ในขณะที่
อาวุธปล่อยน าวิถีอยู่ในระหว่างการโคจร ท าให้เกิดระบบ REMOTELY GUIDANCE ขึ้นมา ระบบนี้จะมี
การควบคุมในลักษณะแตกต่างกัน ได้แก่ COMMAND GUIDANCE, BEAM RIDER GUIDANCE และ TV
HOMING GUIDANCE ซึ่งก็อาจจะจัดอยู่ในระบบนี้ได้ด้วยเช่นกัน
ั้
วิธีการในการน าวิถีแบบนี้มีขนตอนดังนี้ คือ
– การติดตามวิถี (TRACKING) คือ การติดตามวิถีโคจรหรือทิศทางของอาวุธปล่อยน าวิถี
สู่เป้าหมายทั้งนี้อาจติดตามดูด้วยตาเปล่า ใช้กล้องส่องหรือเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์
– การค านวณหาสัญญาณบังคับวิถี (COMPUTING) คือ การค านวณจากข้อมูลที่
ื่
เกี่ยวข้องของอาวุธปล่อยน าวิถีและเป้าหมาย เช่น ความเร็ว ทิศทาง ความสูง ฯลฯ เพอหาข้อมูลที่
ถูกต้องในการส่งสัญญาณไปบังคับอาวุธปล่อยน าวิถี
– การบังคับวิถี (COMMAND) คือ การส่งสัญญาณไปยังอาวุธปล่อยน าวิถีเพอบังคับ
ื่
ลักษณะท่าทางการโคจรหรือทิศทางของอาวุธปล่อยน าวิถีให้เข้าสู่เป้าหมายที่ต้องการ
๒.๓.๑ COMMAND GUIDANCE แบบง่ายๆ ดังปรากฏในรูปนั้น ยานปล่อยจะส่งค าสั่ง
ควบคุมผ่านทาง DATA LINK ไปยังอาวุธปล่อยน าวิถีซึ่งใช้เป็นกลไกควบคุมการโคจรของอาวุธปล่อยน า
วิถี เพื่อให้อาวุธปล่อยน าวิถีเปลี่ยนแปลงการโคจรเข้าสู่แนวที่เหมาะสม
TT เป็นสายอากาศติดตามเป้า จนกว่าอาวุธจะชนเป้า
MT เป็นสายอากาศติดตามอาวุธปล่อยน าวิถี จนกว่าอาวุธปล่อยน าวิถีชนเป้า
เรดาร์ติดตามทั้งสองตัว จะส่งข้อมูลไปยัง COMPUTER ซึ่งจะท าการค านวณหาค าสั่งการ
ื่
เพอส่งไปยังอาวุธปล่อยน าวิถีโดยผ่านสายอากาศ CS ท าให้
อาวุธปล่อยน าวิถีโคจรอยู่ในแนวที่เหมาะสมจนกว่าอาวุธปล่อย
น าวิถีจะชนเป้า การควบคุมแบบนี้ ได้ถูกใช้ครั้งแรกในกองทัพ
สหรัฐอเมริกาโดยใช้ในการน าระเบิดที่ทิ้งจากเครื่องบินทิ้ง
ระเบิดเข้าสู่เป้าหมายด้วยการใช้สัญญาณวิทยุควบคุมระบบน า
ทางของระเบิดเข้าสู่เป้าหมายตามต้องการได้ ระบบน าวิถีแบบ
REMOTELY GUIDANCE ในสมัยใหม่จะใช้ระบบ DATA LINK
ด้วย MICROWAVE