موشک های هایپرسونیک چگونه عمل می کنند؟

موشکهای ابرفراصوت یا هایپرسونیک – موشک هایی که مسیرهایی کم ارتفاع را با سرعتی بیشتر ز 5 برابر سرعت صوت طی می کنند- کانون تمرکز میابقه جدید تسلیحاتی بین قدرتهای بزرگ هستند. تاکنون هیچ کشوری این نوع اسلحه را بطور وسیع وارد میدان نبرد نکرده است اما بودجه توسعه آنها در طی چند دهه اخیر به میزان زیادی افزایش یافته است.

انواع مختلف تسلیحات هایپرسونیک

عبارت اسلحه هایپرسونیک به دو نوع متمایز فناوری موشکی اشاره دارد: تسلیحات هواسر و موشک های کروز هایپرسونیک. تفاوت این فناوری ها در روش تامین نیروی پیشرانه است.

موشکهای هواسر (boost-glide missiles) وسایل نقلیه هواسر هستند که جلوی یک تقویت کننده راکتی نصب شده‌اند درست مانند آنهایی که یک فضاپیما را به مدار زمین می فرستند. این تقویت کننده ها حاوی مقادیر عظیمی سوخت پیشرانه هستند – سوختی که همراه یک اکسید کننده شیمیایی است. واکنش بین این مواد انفجاری از انرژی ایجاد کرده و موشک را تا سرعتهای بالایی شتاب می دهد.

پس از چند دقیقه سوخت پیشرانه تمام شده و راکت از بخش هواسر جدا شده و فرو می افتد (برخی موشکها دارای چند مرحله جداشونده هستند). هواسر با سر خوردن در هوا و استفاده از نیروهای آیرودینامیکی به مسیر خود به سمت هدف ادامه می دهد.

تقویت کننده های موشک هواسر می تواند بسیار بزرگ و سنگین باشد. استفاده از این راکت های بزرگ می تواند بخش هواسر را به سرعتی حدود 20 برابر سرعت صوت برساند، از این رو آنها سریعترین موشکهای هایپرسونیک هستند.

برخلاف موشکهای هواسر تقویت شده، موشکهای کروز هایپرسونیک برای تمام طول مسیر پرواز دارا ییک موتور پیشران هستند. بنابراین این موتورها نسبتا سبک و کوچکند و تا 10 برابر سرعت صوت می توانند سرعت ایجاد کنند.

موتورهای این نوع موشکهای کروز از نوع اسکرام جت هستند. این موتورهای مکنده هوا دارای اتاق احتراقی هستند که در آنها سوخت با هوا مخلوط شده و با اشتعال سریع ایجاد گازهای خروجی پرسرعتی می نماید. بنابراین این موشکها نیازی بهه مایع اکسید کننده ندارند و سرعت زیاد رو به جلوی آنها هوای ورودی به اتاق احتراق را متراکم می کند، پس به کمپرسور نیز مانند موتور توربوجت نیازی ندارند.

در مقایسه با تقویت کننده راکتی فناوری موتورهای اسکرام جت هنوز توسعه کامل نیافته است بنابراین در آینده نزدیک بیشتر موشکهای هایپرسونیک از نوع تقویت شده هواسر خواهند بود.

مقایسه موشکهای تقویتی هواسر با موشکهای بالستیک

موشکهای بالستیک مانند موشکهای تقویتی هواسر جلوی یک راکت نصب شده و تا تمام شدن سوخت راکت متصل به آن باقی می مانند. موشکهای بالستیک یک مسیر سهمی شکل را طی کرده و یک سرجنگی انفجاری را با خود حمل می کنند. پس از فاز ورود مجدد به جو راکت از بخش سرجنگی جدا شده و سرجنگی تحت اثر نیروی گرانش و شتاب اولیه بقیه مسیر را بر روی هدف سقوط می کند.

دیاگرامی از یک موتور اسکرام جت (منبع: ویکی پدیا)

موشکهای بالستیک قاره پیما می توانند تا هزار کیلومتر اوج گرفته و از مدار زمین خارج شوند در حالی که موشکهای هایپرسونیک هواسر در ارتفاع چند ده کیلومتری زمین حرکت می کنند. بنابراین هدفگیری و ردیابی آنها با توجه به سرعت بالا و قابلیت مانور دادن بسیار دشوارتر از موشکهای معمولی است.

منبع:

https://blog.ucsusa.org/ctracy/how-do-hypersonic-weapons-work/#:~:text=The%20engines%20that%20power%20hypersonic,is%20expelled%20from%20the%20engine.