استفاده از امواج اولتراسونیک برای تست مواد

دوست عزیزی به نام امیر این پرسش را مطرح کرده اند: 

آیا از امواج فراصوت میتوان برای شناسایی اجسام مختلف و با جنس های مختلف استفاده کرد؟ اگر نمی شود پس از چه امواجی میتوان بهره برد؟ 

از امواج فراصوت یا اولتراسونیک (امواج صوتی با فرکانس بالا) می توان برای کابردهای مختلفی از جمله شناسایی وجود ترک های ریز در اجسام مختلف (ماند پره های توربین که به این ترک ها بسیار حساسند) استفاده کرد. انعکاس موج از روی ناپیوستگی (مانند ترک) و دریافت آن توسط گیرنده می‌تواند مکان ترک را شناسایی کند. به این روش، تست غیرمخرب می گویند.

برد امواج اولتراسونیک برای شناسایی اجسام دور کافی نیست ولی می توان برای شناسایی حضور اجسام نزدیک در مجاورت منبع صوت (مثلا تا برد 2 متر) استفاده شود. مزیت این روش انرژی کم این امواج و غیرقابل شنیدن بودن آنهاست. در آدرس زیر برد الکترونیکی ابزاری برای این کار معرفی شده است: 

http://www.jameco.com/Jameco/PressRoom/proximity.html 

هم چنین از امواج اولتراسونیک برای اندازه گیری برخی خواص مواد مانند چگالی نیز می توان استفاده کرد و ابزارهایی تجاری برای این کار نیز ارائه شده است. 

در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر در این وبلاگ پیام قرار دهید.

برترین هلی کوپترهای نظامی دنیا

در این نوشتار برخی از برترین هلی کوپترهای نظامی دنیا بدون رتبه بندی خاص معرفی می شود. 

هلی کوپتر تهاجمی Kamov Ka-50 

این هلی کوپتر در زبان روسی به کوسه سیاه و در ناتو به Hokum A موسوم است. یک هلی کوپتر تک سرنشین تهاجمی ساخت کارخانه کاموف روسیه است که در سال 1995 وارد خدمت شده و یحدود 30 فروند از مدلهای مختلف آن تاکنون ساخته شده است. غیرعادی ترین ویژگی در طراحی آن روتورهای هم محور دوگانه است که برخلاف جهت یکدیگر می چرخند و گشتاور یکدیگر را خنثی می کنند. بدین ترتیب این هلی کوپتر نیاز به ملخ دم برای خنثی کردن گشتاور روتور اصلی ندارد. عدم وجود ملخ دم مزایای فوق العاده ای برای این هلی کوپتر ایجاد می کند از این قبیل که آسیب پذیری هلی کوپتر را تا حد زیادی کاهش می دهد. علت اصلی سقوط بیشتر هلی کوپترهای نظامی در صحنه جنگ مورد اصابت قرار گرفتن ملخ دم آنهاست که باعث چرخیدن هلی کوپتر به دور خود و از دست رفتن کنترل بر آن می شود. هم چنین روتور دم معمولا 30 درصد توان موتور اصلی را مصرف می کند. 

 

این شیوه خاص طراحی روتورها که به coaxial rotors موسوم است باعث چابکی و مانورپذیری فوق العاده این هلی کوپتر می شود بطوری که می تواند غلتیدن و چرخیدن در مسیر مارپیچی را با سرعت انجام دهد.  

ویژگی غیرعادی دیگر این هلی کوپتر داشتن تنها یک خلبان است. در حالی که در تمامی هلی کوپترهای نظامی دنیا یک خلبان و یک جهت یاب وظیفه هدایت هلی کوپتر را به عهده دارند.

این هلی کوپتر می تواند طیف وسیعی از تسلیحات تهاجمی از قبیل موشک ضد تانک 9K121 Vikhr با هدایت لیزری و موشک ضدهوایی Vympel R-73 (آرچر) را حمل کند. هم چنین قادر به حمل راکت های غیرهداست شونده و بمب های 250 یا 500 کیلوگرمی است. 

برای محافظت از خود در برابر موشک های ضدهوایی از سیستم چف و فلیر نیز بهره می برد.  

مهمترین مورد شرکت این هلی کوپتر در یک عملیات نظامی در جنگ روسیه و چچن به سالهای 2000 و 2001 بود. در 6 فوریه 2001 یک هلی کوپتر کاموف با شلیک دو موشک هدایت شونده ضد تانک Vikhr توانست یک موضع مستحکم شورشیان چچن را نابود کند. در این جنگ ها هلی کوپتر کاموف قابلیت خود در عملیات در مناطق دشوار کوهستانی را بخوبی به اثبات رسانید. 

(ادامه دارد)

موتور اسکرم جت چیست و چگونه کار می کند؟

تالیف: اصغر ناصری  

برای درک نحوه عمل موتور اسکرم جت ابتدا باید نگاهی به نحوه کار موتور رم جت بیندازیم.

در موتورهای توربوجت معمولی، هوا توسط کمپرسور فشرده و گرم شده و به درون اتاقک احتراق رانده می شود که در آنجا با سوخت مخلوط شده و پس از احتراق تولید گازهای پرفشار می کند. خروج این گازها از اگزوز باعث تولید رانش به جلو یا thrust می شود. 

برای سرعت هوای ورودی به داخل کمپرسور محدودیت وجود دارد. وقتی هواپیما به سرعت صوت نزدیک می شود هوای ورودی به داخل موتور با امواج شوک همراه است که می تواند باعث ایراد صدمه به کمپرسور شود. در نتیجه با طراحی ورودی هوا به موتور به شیوه های مختلف باعث کاهش سرعت جریان هوای ورودی می شوند. 

در موتور رم جت کمپرسور و سایر اجزای متحرک مانند توربین وجود ندارد. بطور ساده هوا وارد اتاق احتراق شده و پس از ترکیب با سوخت می سوزد و تولید گازهای پرفشار می کند. کاهش سرعت جریان هوای ورودی به زیر صوت توسط قطعه ای با طراحی خاص به نام جسم درونی یا inner body صورت می پذیرد. تراکم هوا توسط سرعت بالای رو به جلوی جسم پرنده تامین می شود. در اینجا نیز سرعت هوای ورودی باید زیرصوت باقی بماند. زیرا افزایش سرعت به بالای این مقدار باعث وارد آوردن امواج ضربه و نیز گرم شدن بیش از حد هوا در داخل موتور احتراق می شود. 

 

موتورهای رم جت نمی توانند زیر سرعت 2 یا 3 ماخ کار کنند زیرا به سرعت بالاتر برای متراکم کردن هوا در جلوی موتور نیاز دارند. سرعت بالاتر از 6 ماخ نیز بریا آنها دست نیافتنی است زیرا باعث داغ شدن گازهای احتراق تا حد تجزیه محصولات احتراق می شود. چاره کار در موتورهای اسکرم جت است.

اسکرم جت مخفف Supersonic Combustion RAMjet می باشد. در موتور اسکرم جت هوای ورودی با سرعت بالای صوت وارد موتور احتراق می‌شود. چون هوا چندان فشرده نمی شود و با آزادی نسبی وارد اتاق احتراق می گردد، دمای آن افزایش چندانی نمی‌یابد. طراحی آیرودینامیکی جسم ورودی موتور اسکرم جت به گونه ای که هوا را تنها تا حد احتراق در مدت چند هزارم ثانیه متراکم کند و در عین حال از سرعت هوای ورودی چندان نکاهد امر بسیار پیچیده ای است. بدنه موتور و سایر قسمت های جسم پرنده نیز باید بسیار مستحکم باشد تا در برابر نیروهای آیرودینامیکی و ثقلی وحشتناک سرعت‌های بالا مقاومت کند. 

 

موتورهای اسکرم جت می تواند سرعتی تا حد 25 ماخ را نیز فراهم کنند. سقف پرواز قابل دسترسی توسط آنها نیز بسیار بالاتر از سایر موتورهای جت است. در حالی که موتورهای توربوجت مدرن حداکثر می تواند به ارتفاع 40 کیلومتری دست یابند، این سقف برای رم جت 55 و برای اسکرم جت 75 کیلومتر یا حتی بالاتر است. 

بالاترین سرعتی که تاکنون با موتور اسکرم جت حاصل شده توسط هواپیمای بدون سرنشین 

 X-43A است که در 16 نوامبر 2004 توسط ناسا با استفاده از یک بی 52 به عنوان هواپیمای مادر به پرواز درآمده و به سرعت 9.68 ماخ معادل 11858 کیلومتر بر ساعت دست یافته است. 

برای اطلاع بیشتر به منابع زیر مراجعه شود: 

http://orbitalvector.com/Orbital%20Travel/Scramjets/Scramjets.htm

http://www.aviation-history.com/engines/ramjet.htm

هواپیماهای شگفت انگیز: بمب افکن بی 29

تالیف: اصغر ناصری 

مقدمه 

مجموعه مقالات هواپیماهای شگفت انگیز به معرفی مهمترین هواپیماهای جنگی تاریخ نبردهای هوایی می پردازد که علاوه بر دستاوردهای تکنولوژیکی مهم نقش موثری در تغییر شرایط تاریخ جنگها داشته اند. از این مجموعه تاکنون مقالات زیر در این وبلاگ منتشر شده است: 

1.  

2.  

3.  

4.  

5.   

6. هواپیماهای شگفت انگیز: میگ 15

این مقالات با بهره گیری از منابع معتبر تالیف شده است. خواهشمند است در صورت استفاده منبع اصلی آن یعنی وبلاگ دنیای علم و تکنولوژی را ذکر فرمایید.  

----------------------------------------------------------------------------------------------------- 

اهمیت بمب افکن های استراتژیک که قادر به نابودی تاسیسات زیربنایی در عمق خاک دشمن باشند ازدیرباز بر برنامه ریزان نظامی آشکار شده بود. در دسامبر 1939 سپاه هوایی ارتش آمریکا (که بعدها با استقلال از ارتش نام نیروی هوایی ایالات متحده را به خود گرفت) درخواستی رسمی را برای یک ابربمب افکن که قادر به حمل 9100 کیلوگرم بمب تا فاصله 4300 کیلومتری باشد صادر کرد. 

در پاسخ به این استعلام شرکت های هواپیماسازی بوئینگ با مدل 345، کانسولیدیتد با مدل B-32، لاکهید با مدل XB-30 و داگلاس با مدل XB-31 وارد عرصه رقابت شدند. داگلاس و لاکهید خیلی زود ازمیدان رقابت پا پس کشیدند. اما کانسولیدیتد و بوئینگ به توسعه مدلهای خود ادامه دادند و بزودی بوئینگ باطراحی خود به نام B-29 Superfortress از رقیب خود پیشی گرفت. 

بوئینگ بی29 بزودی به بزرگترین وگرانترین پروژه آمریکا در جنگ جهانی دوم بدل شد که حتی ازپروژه مانهاتان برای ساخت بمب اتمی نیز بزرگتر بود. تا پیش از آن هیچگاه این همه ایده های جدید به یکجا در یک هواپیمای جنگی گرد هم نیامده بودند. بسیاری از نوآوری های انجام شده در طراحی این هواپیما قبل از پرواز اولین مدل هیچگاه فرصت آزمایش نیافتند. 

مهمترین نوآوریهای بکار رفته در این طراحی جدید را می توان بشرح زیر خلاصه کرد: 

1. اتاقک تحت فشار (Pressurized cabin) که خلبانان و خدمه را قادر می ساخت بدون لباس مخصوص و ماسک اکسیژن در ارتفاعات بالا به کار خود ادامه دهند. اینکار با ورود هوای فشرده بطور  مداوم به کابین های استقرار خدمه صورت می پذیرفت. در هواپیماهای فاقد اتاقک تحت فشار، خدمه باید در ارتفاعات بالا از لباس مخصوص و ماسک اکسیژن استفاده کنند. 

 برش بدنه بی 29 - به دو مخزن بمب در جلو و عقب بال توجه کنید.  

2. سیستم کنترل آتش مرکزی که چهار برجک مسلح به تیربار دو لول براونینگ M2 دوازده میلیمتری را از راه دور کنترل میکرد. برای نشانه روی این مسلسل ها از ایستگاه های دیده بانی در دماغه، دم و پهلوهای هواپیما استفاده می شد. شکل زیر یکی از پنجره های دیده بانی پهلوی بی 29 را نشان می دهد. مسلسل چی می توانست با دستگاه کنترل از راه دور کنترل یک یا دو تا از برجک های مسلسل را در دست بگیرد و بسوی هدف شلیک کند. 

 

3. تونل رابط میان کابین جلویی و عقبی. برای اینکه رها شدن بمب ها باعث تخلیه فشار درون کابین نشود، اتاقک های جلویی و عقبی توسط یک تونل که از درون مخزن های بمب می گذشت به یکدیگر متصل می شدند. در اتاقک عقبی محلی برای استراحت خدمه در پروازهای طولانی وجود داشت. پنج کامپیوتر آنالوگ جنرال الکتریک با محاسبه فاکتورهایی مانند سرعت باد، جاذبه ثقلی، دما و رطوبت باعث افزایش دقت شلیک ها می شد. این کامپیوترها بر توزیع کنترل آتشبارها میان مسلسل چی ها نیز نظارت می کرد.

۴. سیستم نشانه روی راداری. بمب افکن های دیگر بیشتر بر سیستم های نشانه روی چشمی تکیه داشتند اما بی 29 با استفاده از سیستم نشانه روی راداری دقت بالاتری در بمباران اهداف داشت. 

بوئینگ بی ٢٩ سوپرفورترس یک بمب افکن سنگین مجهز به چهار موتور ملخی بود که در ٨ می ١٩٤٤ وارد خدمت نیروی هوایی آمریکا شد و تا جنگ کره به خدمت ادامه داد. تعداد ٣٩٧٠ فروند از این بمب افکن های سنگین تولید شدند و نقش مهمی در تعیین مسیر جنگ جهانی دوم و جنگ کره ایفا کردند.   

بی ٢٩ مدرنترین هواپیمای زمان خود بشمار می رفت. برای تولید آن از چهار کارخانه بزرگ استفاده شد. بی ٢٩ می توانست تا ارتفاع ١٢٠٠٠ متری صعود کند. بدین ترتیب اکثر جنگنده های ژاپنی قادر به صعود تا ارتفاع پروازی بی ٢٩ نبودند.  هم چنین می توانست با سرعت ٥٣٠ کیلومتر در ساعت به مدت طولانی پرواز کند. فقط تعداد کمی جنگنده بودند که قادر به تعقیب این بمب افکن سریع السیر می شدند. برد عملیاتی آن نیز حدود ٦٠٠٠ کیلومتر بود. این برد طولانی نیروی هوایی امریکا را قادر به بمباران دورترین نقاط خاک ژاپن می نمود.  

در طی جنگ جهانی دوم بمب افکن های بی ٢٩ از پایگاه هایی در جنوب هند و جنوب چین به پرواز در می آمدند تا خاک ژاپن را بمباران کنند. سوخت و مهمات مورد نیاز برای این بمب افکن ها از فراز کوه های هیمالیا حمل می شد که عملیاتی بسیار پر خطر بود. در اواخر جنگ پایگا ه هایی در جزایر ماریانا برپا شد که اجازه می داد بی ٢٩ ها از مسافتی نزدیکتر به ژاپن به پرواز در آیند. 

حمله هوایی ٩ تا ١٠ مارس ١٩٤٥ به توکیو یکی از مرگبارترین بمباران‌های هوایی در طول تاریخ بوده است. تعداد ٣٣٥ بمب افکن بی ٢٩ در این حمله شرکت داشتند و ١٧٠٠ تن بمب آتش زا بر سر این شهر ریختند. ١٤ بمب افکن در این حمله سرنگون شدند. حدود ٤٠ کیلومتر مربع از شهر توکیو در این حمله کاملا ویران شد و بیش از ١٠٠ هزار نفر از مردم در نتیجه آتش سوزی های ناشی از بمباران کشته شدند. حدود یک میلیون نفر از مردم نیز خانه های خود را از دست دادند.   

مدتها قبل از بمباران شهرهای ژاپن، ایالات متحده در حال ساخت بمب اتمی بود. پروژه سری منهتن در خلال سالهای ١٩٤٣ و ١٩٤٤ به ابداع دو نوع از چنین بمبهایی انجامید: یک بمب پلوتونیومی به نام Fat Man و یک بمب اورانیومی به نام Little Boy. پس از اعلامیه ٢٦ جولای ١٩٤٥ پست دام که در آن متفقین هشدار شدیدالحنی را به ژاپن برای دست کشیدن از جنگ ارسال کردند، پرزیدنت هری ترومن دستور بمباران اتمی ژاپن را صادر کرد. در ٦ آگوست ١٩٤٥ لیتل بوی توسط یک بمب افکن B-29 بر روی هیروشیما انداخته شد. ٧٥٠٠٠ نفر از سکنه این شهر در دم کشته شده و بیش از ٥٠٠٠٠ ساختمان ویران گردید. 

متفقین انتظار تسلیم سریع ژاپن را داشتند. لیکن حکومت ژاپن بسرعت پاسخی ارسال نکرد. شاید دلیل این امر این بود که به دلیل قطع تمامی ارتباطات، مقامات دولتی از فاجعه‌ای که در هیروشیما رخ داده بود، دیر آگاه شدند. سه روز بعد، دومین بمب بر روی ناگازاکی فرو افتاد. در ١٥ آگوست ١٩٤٥ امپراطور ژاپن تسلیم کشور خود را اعلام کرد و جنگ جهانی دوم پایان یافت. 

 

قارچ اتمی بر فراز هیروشیما

بمب افکن بی 29 تنها بمب افکن جنگ جهانی دوم بود که تا مدتها بعد نیز و حتی در عصر جت به خدمت ادامه داد. این بمب افکن نقش مهمی در جنگ کره ایفا کرد و پس از 1953 نیز در نقش شناسایی و سنجش آب و هوا خدمت کرد. شوروی با کپی سازی از روی این بمب افکن توپولف تی یو 4 اولین بمب افکن استراتژیک خود را ساخت. هم اکنون یک عدد از این بمب افکن ها موجود است که قابلیت پرواز دارد و 22 فروند نیز در نمایشگاه های مختلف دنیا آرام و قرار گرفته اند. بمب‌ افکن بی 29 براستی نقش مهمی در تغیر سرنوشت چندین جنگ بزرگ دنیا داشته است. 

 

سه بمب افکن ردیف آخر: بی 17، بی 29 و بی 36

موشک اسکندر، پیشرفته ترین موشک بالستیک تاکتیکی دنیا

برخی از سلاح های جنگی از چنان دامنه اثری برخوردارند که می توان به آنها نام عوض کننده قاعده بازی یا game changer را داد. موشک بالستیک تاکتیکی اسکندر (SS-26 Stone در نامگذاری ناتو) یکی از این سلاح های خیره کننده است که در سال 2006 در روسیه توسعه یافته و در اختیار ارتش این کشور قرار گرفته است.

موشک های بالستیک تاکتیکی علیه اهداف متحرک زمینی یا تجمع نیروها و ادوات در جبهه جنگ بکار می‌روند. لیکن متخصصین روسی موشک Iskander-M را بطور خاص برای از بین بردن سیستم های دفاع موشکی طراحی کرده‌اند.

سیستم موشک بالستیک اسکندر 9K720 به دو عدد موشک کوتاه برد مجهز شده که هرکدام می توانند به طرف هدف مجزای شلیک شوند. این سیستم قادر است اهداف متحرک را مورد حمله قرار دهد زیرا مسیر موشک در حین پرواز قابل اصلاح است. این موشک انواع مختلفی سرجنگی از قبیل سرجنگی معمولی، خوشه‌ای، ماده منفجره مرکب سوخت-هوا، سنگرکوب و پالس الکترومغناطیسی حمل می کند. حداقل برد آن 50 کیلومتر و حداکثر برد 400 کیلومتر می‌باشد.

این موشک که بطور خاص برای هدف قراردادن سیستم های دفاع هوایی طراحی شده با سرعت 6 ماخ پرواز کرده و در فاز نهایی حرکت خود مانورهای زیادی انجام داده و اجسام فریب دهنده رادار پرتاب می کند. در برخی حالات می تواند به عنوان جانشین بمباران دقیق بکار رود. آماده سازی آن برای پرتاب تنها 16 دقیقه طول می کشد و موشک دوم به فاصله یک دقیقه از موشک اول قابل پرتاب است.

موشک Iskander-M دارای دقتی بین 5 تا 7  متر است و با هر دو سیستم هدایت اینرسی یا الکترواپتیکی مجهز شده است. در حین پرواز این موشک می تواند از منابع مختلفی اطلاعات تکمیلی دریافت کرده و نسبت به اصلاح مسیر خود اقدام کند. در فاز پایانی حرکت از حسگر الکترواپتیکی برای قفل بر روی هدف استفاده می‌کند.

طبق ادعای مقامات نظامی روسیه در برابر موشک اسکندر هیچ دفاع قابل توجهی در میان تسلیحات غربی وجود ندارد و شکار این موشک تقریبا غیرممکن است. ظاهرا در  جنگ 2008 روسیه از این موشک بر علیه اهدافی در خاک گرجستان استفاده کرده و در یک مورد اصابت یکی از این موشکها باعث نابودی 28 تانک ارتش گرجستان در یک مکان شده است.