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.

تلاش آلمان هیتلری برای ساخت موشک زمین به هوا

تلاش آلمان هیتلری برای ساخت موشک زمین به هوا

جنگ هوایی بر فراز اروپای غربی سرنوشت بسیار متفاوتی می داشت اگر رهبری حزب نازی توانسته بود پروژه های موشک زمین به هوای خود را زودتر به سرانجام برساند. در این صورت حملات هوایی متفقین با بمب افکن های سنگین به شکست می انجامید. این حملات در سالهای 1944 و 1945 بخش های بزرگی از پایگاه صنعتی زمان جنگ آلمان را از بین بردند. در اواخر جنگ، آلمان تنها چندماه با توانایی پرتاب موشکهای زمین به هوا در تعداد زیاد فاصله داشت که می توانستند تلفات بزرگی بر بمب افکنهای متفقین وارد سازند. اینکه متفقین چندماه تا مواجهه با تهدید موشکهای زمین به هوای آلمان فاصله داشتند بدرستی روشن نیست لیکن تصور تلفات عظیم متفقین در صورت بکارگیری این سلاحها می تواند برای آنها بسیار خوفناک باشد.

انگیزه کار بر روی موشکهای زمین به هوا (SAM) تهاجم روزافزون بمب افکنهای متفقین به صنایع حیاتی آلمان بود که توان تولید سلاح و مهمات آلمان را بسرعت تحلیل برد. تا انتهای جنگ آلمان پنج سیستم موشکهای زمین به هوا در دست توسعه داشت که درجات متفاوتی از موفقیت را پشت سر گذرانده بودند.

کاملترین آنها واسرفال (Waeerfall) به معنای آبشار بود که پس از جنگ مبنای توسعه موشکهای زمین به هوای نایک آمریکا و R-101 روسیه قرار گرفت. موشکهای زمین به هوا امروزه بسیار فراگیر هستند و بیشترین تعداد تلفات هواپیماهای جنگی از دهه 1960 بدین سو بواسطه این سلاح روی داده است. تعداد زیاد و مهارت مورد نیاز اپراتوری نسبتا کم آنها را به سلاحی برتر در دفاع هوایی تبدیل کرده است.

مهمترین افراد موثر در ساخت موشکهای زمین به هوا دکتر ثی یل (Thiel) و ورنر فون براون معروف بودند. برخلاف موشکهای زمین به زمین V-2 که علیه لندن بکار رفته و هر زمانی قابل پرتاب بودند، موشکهای زمین به هوا باید توانایی آماده بودن برای مدت طولانی را دارا می بودند که به معنای ضرورت استفاده از ترکیب سوختی به غیر از اکسیژن مایع و الکل است. سوخت واسرفال از مخلوط وینیل ایزوبوتیل و یک اکسید کننده متشکل از 90 درصد اسید نیتریک و 10 درصد اسید سولفوریک ساخته شده بود. اگر این موشک در سال 1944 عملیاتی می شد می توانست سرنوشت جنگ را عوض کند. زیرا صنایع آلمان مصون از حملات متفقین باقی مانده و توان آلمان برای جنگ از بین نمی رفت. لیکن با یک تصمیم غلط، منابع موجود برای ساخت موشکهای زمین به زمین V-2 صرف شد. بیش از 3000 موشک وی 2 بسوی لندن شلیک شد که اثر نظامی ناچیزی داشتند. پس از جنگ این آمریکایی ها و روسها بودند که از نتایج تحقیقات نوابغ آلمانی بسود خود استفاده کردند.

منبع: مجله Milestone

انفجار موشک در لانچر کشتی جنگی آلمانی

فیلم کوتاه بالا مربوط به 21 ژوئن 2018 در آبهای ساحل نروژ است. در این فیلم یک کشتی جنگی آلمانی مخصوص دفاع هوایی،در طی یک عملیات تمرینی یک موشک ضدهوایی SM-2 را پرتاب می کند. لیکن موشک در لانچر خودبه دام افتاده و منفجر می شود. در این حادثه دو تن از ملوانان کشتی جنگی مجروح شده و خسارت قابل توجهی به کشتی وارد شد.

منبع:

 https://www.popularmechanics.com/military/navy-ships/a21968928/a-german-warship-was-scorched-by-its-own-missile/

همکاری ژاپن و بریتانیا برای تولید پیشرفته‌ترین موشک هوابه هوای دنیا

همکاری ژاپن و بریتانیا برای تولید پیشرفته‌ترین موشک هوابه هوای دنیا

ژاپن و بریتانیا توان علمی خود را در راستای ساخت بهترین موشک هوا به هوای دنیا بکارمی گیرند، موشکی که میتواند حتی از آمرام قدرتمند آمریکا نیز بهتر عمل کند. این موشک که در سالهای آخر دهه 2020 عملیاتی خواهد شد، جنگنده رادارگریز F-35  بکار گرفته شده توسط هر دو کشور را مجهز خواهد کرد.

قرار است این موشک از رادار آرایه فعال اسکن الکترونیکی یا AESA استفاده کند. رادارهای AESA فاقد بشقاب آنتن موجود در رادارهای معمولی هستند که با چرخش حول محور خود امواج را به اطراف گسیل می کنند. در رادارهای AESA آرایه ای از ماژولهای فرستنده/گیرنده ترانزیستوری و یک پردازشگر سیگنال پیشرفته و قدرتمند، امواج تولید شده را بطور الکترونیکی در راستای دلخواه ارسال می کنند. در حالی که چند ثانیه طول می کشد تا یک رادار مجهز به آنتن بشقابی که بر مبنای اصل پالس داپلر عمل می کند، خط افق را اسکن کند، رادار AESA با بهره گیری از پردازشگر سیگنال و صدها ماژول تولید کننده امواج خود تنها در کسری از ثانیه تمامی فضای روبروی خود را اسکن می نماید.

یک رادار AESA

رادارهای AESA می توانند بی وقفه در عرض فرکانسهای متعددی بطور همزمان عمل کنند که نه تنها قدرت آنها را در یافتن اهداف افزایش می دهد بلکه شناسایی آنها توسط دشمن را دشوار می سازد. در حالی که رادارهای معمولی پرتو ثابتی از امواج را گسیل می‌کنند، رادارهای AESA تنها لحظه کوچکی یک موج گسیل می کنند که تکرار آنها به تعداد زیاد باعث شناسایی هدف می شود. بدین صورت این رادارها در برابر پارازیت های الکترونیکی نیز بسیار مقاومند.

نیروی هوایی دفاعی ژاپن در سال 1999 موشک هوا به هوایAAM-4 ساخت شرکت میتسوبیشی را به خدمت گرفت که نخستین موشک مجهز به رادار AESA در دنیا بشمار می‌رود. این موشک قدرتمند بزرگتر از آن است که در مخزن داخلی F-35 رادارگریز نصب شود. انگلستان نیز در سال 2018 موشک Meteor را واردخدمت خواهد کرد که با سرعت بالای 4 ماخ خود بسیار مهلک محسوب می شود. همکاری مشترک ژاپن و بریتانیا به موشک پیشرفته ای خواهد انجامید که در هواپیمای F-35 نسل پنجمی قابل استفاده خواهد بود.

موشک AAM-4B

منبع اصلی:

http://www.popularmechanics.com/military/research/a13968584/japan-uk-air-to-air-missile/

موشک بالستیک چگونه کار می کند؟

موشکها مهمات خودهدایت شونده ای هستند که در هوا یا فضای بیرون جو به سوی هدف حرکت می‌کنند. یک موشک بالستیک در یک مسیر سهمی شکل که اغلب به فضای بیرون جو امتداد می یابد، حرکت می کند.یک موشک بالستیک قاره پیما ممکن است مسافت قابل ملاحظه ای را بدور زمین بگردد.

برخلاف بمب، اژدر و راکتها، موشک هم دارای موتور است و هم هدایت شونده. اگر پرتابه ای فاقد موتور باشد، راکت نامیده می شود. یک بمب نه موتور دارد و نه قابل هدایت است. بمب های هدایت شونده بمب هوشمند نامیده می شوند. پرتابه‌های موتوردار که زیر آب حرکت می کنند اژدر نام دارند.

موشکها بر حسب برد دسته بندی می شوند:

- -        برد میدان نبرد (BRBM): کمتر از 200 کیلومتر

- -        تاکتیکی (TAC): بین 150 تا 300 کیلومتر

- -        کوتاه برد (SRBM): تا 1000 کیلومتر

- -        میدانی (TBM): بین 300 تا 3500 کیلومتر

- -        میان برد (MRBM): بین 1000 تا 3500 کیلومتر

- -        بلندبرد (LRBM): بین 3500 تا 5500 کیلومتر

- -        قاره پیما (ICBM): بیش از 5500 کیلومتر

موشک قاره پیمای مینوتمن 3 آمریکا دارای یک بوستر سه مرحله ای است. کلاهک هسته ای آن 170 کیلوتن قدرت انفجاری دارد و در بالاترین نقطه از مسیر خود، موشک به بیرون جو زمین وارد می شود. شکل زیر مراحل پرواز یک موشک از این نوع و کلاهک هسته ای آن را نشان می دهد.

منابع

https://www.space.com/19601-how-intercontinental-ballistic-missiles-work-infographic.html