سرباز پارسی

.:هوایی - زمینی - دریایی -تحلیلی:.

 
موشک بالستیک چیست؟
نویسنده : سینا سازمند - ساعت ٢:٥۱ ‎ب.ظ روز یکشنبه ٦ دی ۱۳۸۸
 
مقدمه

 

یکی از پشتوانه ها و تکیه گاه های نظامی کشورها در عرصه بین المللی، قدرت موشکی آنهاست. در جهان امروزی به رغم امضای پیمان نامه های متعدد کشورها و قراردادهای بین المللی که برای کنترل تکنولوژی موشکی در سازمان ملل به امضاء می رسد، در نهایت کشوری حرف اول را می زند که به لحاظ موشکی مجهزتر باشد.

تا قبل از جنگ جهانی دوم (بنا به مقتضیات جنگ) فقط چندین کشور که در حال جنگ بودند ابرقدرت موشکی محسوب می شدند (مانند روسیه و آلمان). در واقع جنگ برای اینها مانند کاتالیزوری در جهت پیشرفت صنایع موشکی بود؛ همچنان قدرتمند و قدرتمندتر می شدند و این امر موجب رعب و وحشت کشورهای دیگر شد، چرا که از همان ابتدا هم پیش بینی می شد اگر فقط چند ابرقدرت خاص، این تکنولوژی را به دست می گرفتند، دیگر پاسخ ندادن به درخواست های آنها کار مشکلی بود.

پس از فروکش کردن التهابات جنگ جهانی دوم، بسیاری از کشورها دست به کار شدند و شروع به ساخت یا حداقل خرید موشک کردند زیرا می دانستند اگر سیستم موشکی قوی داشته باشند، پشتوانه خوبی برای حفظ امنیت دارند. هرروزه انواع موشک ساخته و آماده می شد و در این میان یک فناوری، توجه همگان را بیش از دیگر شاخه ها به خود جلب کرد و آن، تکنولوژی ساخت موشک های بالستیک بود.

برد بسیار بالا و توانایی حمل مقدار زیاد مهمات، آنها را از سایر موشک ها متمایز می سازد و همین موضوع، موجب رعب و وحشت و نگرانی می شود. با اینکه یک موشک بالستیک به خودی خود یک سلاح کشتار جمعی (WMD) محسوب نمی شود، ولی می تواند مقدار زیادی از انواع سلاح های کشتار جمعی را حمل کند و به عنوان یک منبع نگرانی برای کشورها به حساب آید.

تکنولوژی موشک های بالستیک هم پس از جنگ جهانی دوم نمو پیدا کرد و از دهه 1950 ابرقدرت هایی موشکی به وجود آمدند که تهدیدی برای کشورهای دیگر محسوب می شدند. در این عرصه، اتحاد جماهیر شوروی یک سر و گردن از رقبای خود بالاتر بود. با گذشت زمان، قدرتش بیشتر و بیشتر می شد و همواره حرف اول را در این زمینه می زد. این مسئله، کشورهای دیگر- مخصوصاً رقیب سرسختش یعنی ایالات متحده آمریکا- را آزار می داد.

تعریف موشک بالستیک؟

یک موشک بالستیک در حقیقت یک ماشین تحویل موشک- مولد، شامل سیستم  رهیابی و محفظه حمل مهمات است که اساساً  علیه اهداف زمینی و سطحی مورد استفاده قرار می گیرد. انواع گوناگون موشک های بالستیک بر حسب برد، طبقه بندی می شوند. نوع خاصی از موشک های بالستیک وجود دارد که از زیردریایی ها شلیک می شود و SBLM نام دارد. در ساخت موشک های بالستیک، مبحث «پیشران» که مشخص کننده برد موشک است مهمترین مسئله محسوب می شود و پس از آن میزان توانایی حمل مهمات که قدرت تخریب آن را افزایش می دهد.
موشک های بالستیک به موشک هایی می گویند که تا ارتفاع بسیار بالایی اوج می  گیرند(که این قسمت راه با موتور روشن انجام می شود) و مابقی راه را با استفاده از نیروی جاذبه زمین به سمت هدف می روند که مانند یک سقوط آزاد البته با هدایت صحیح است.
برخی از موشک های بالستیک حتی از جو زمین نیز خارج می شوند و با استفاده از یک ماشین ورود مجدد (RV) به جو باز می گردند که برد بسیار بالایی دارند.


موشک های بالستیک از لحاظ برد به ۵ گروه زیر تقسیم می شوند:


۱- موشک جنگی کوتاه برد با میزان برد ۱۵۰ کیلومتر
۲- موشک بالستیک کوتاه برد با میزان برد ۱۵۰ تا ۷۹۹ کیلومتر
۳- موشک بالستیک میان برد با میزان برد ۸۰۰ تا ۲۳۹۹ کیلومتر
۴- موشک بالستیک دوربرد با میزان برد ۲۴۰۰ تا ۵۴۹۹ کیلومتر
۵- موشک بالستیک قاره پیما با میزان برد ۵۵۰۰ کیلومتر به بالا

سوخت موشکها

موشکهایی با سوخت پیشران جامد

سوختهای پیشران از یک نوع سوخت و یک اکسنده تشکیل شده‌اند. برای روشن شدن موشک ، کافی است یک جرقه کوچک سوخت پیشران آنرا آتش بزند. سوخت آتش گرفته تا آخرین قطره می‌سوزد. گازهای حاصل از سوخت پیشران را از طریق دماغه انتهایی موشک خارج می‌شوند. اولین موشکها را احتمالا در قرن یازدهم میلادی در کشور چین ساخته‌اند. آنها موشکهایی بودند که از سوخت پیشران جامد استفاده می‌کردند. سوخت موشک یک نوع باروت بود که از مخلوطی از نیترات پتاسیم ، زغال چوب و سولفور تشکیل شده بود.

موشکهایی که از سوخت پیشران جامد استفاده می کنند، اغلب به عنوان موشکهای تقویت کننده‌ای استفاده می‌شوند که نیروی اولیه موشکهای بزرگتر را تأمین می‌کنند. موشکهای بزرگتر خود از سوخت پیشران مایع استفاده می‌کنند. بزرگترین موشکهای مصرف کننده سوخت جامد با 45 متر ارتفاع جزء موشکهای تقویت کننده شاتل فضایی ایالات متحده محسوب می‌شوند. آنها حاوی 586500 کیلوگرم (2/1 میلیون پوند) سوخت پیشران هستند که بطور متوسط 13 میلیون تن (5/3 میلیون پوند نیرو) نیروی پیشران را تولید می‌کنند.

این موشکها را طوری طراحی کرده‌اند که بعد از اتمام سوخت و افتادن در دریا ، از دریا بیرون کشیده شده ، دوباره برای مأموریتهای بعدی سوختگیری می‌شوند. ساخت موشکهایی که از سوخت جامد استفاده می‌کنند چندان دشوار نیست. آنها مقدار زیادی نیروی پیشران را در یک مدت زمان کم تولید می‌کنند. تنها ایراد این نوع موشکها این است که بعد از روشن شدن به راحتی خاموش نمی شوند. به عبارت دیگر ، نمی‌توان آن را به آسانی تحت کنترل درآورد.

موشکهای با سوخت مایع


اکثر موشکهایی که از آنها در پروازهای فضایی استفاده می‌شود، از سوخت پیشران مایع بهره می برند. سوخت و اکسنده که در مخزنهای جداگانه‌ای نگهداری می‌شوند، هر دو مایع هستند. پمپهای قدرتمندی آنها را به محفظه احتراق می‌برند؛ در آنجا آنها باهم ترکیب شده ، شروع به تولید گازهای خروجی می‌کنند. گازهای مذکور نیز به نوبه خود از دماغه انتهایی موشک خارج می‌شوند. بعضی از موشکها از یک ماده قابل اشتعال سریع برای شروع احتراق استفاده می‌کنند. سوخت پیشران سایر موشکها هنگام ترکیب سوخت و اکسنده شروع به احتراق می‌کند
اما روش احتراق در این موشکها اکسنده و سوخت باهم ترکیب می‌شوند و در محفظه احتراق شروع به سوختن می‌کنند. سپس گازهای خروجی حاصل از فرآیند احتراق از دماغه خارج و به عنوان نیروی پیشران ، موشک را به طرف جلو حرکت می‌دهند.
توجه کنید کمتر از سوخت مایع در موشکهای بالستیک استفاده می شود مگر در انواع قاره پیما که نیاز به رانش بیشتری دارند و گرنه بیشترین مورد استفاده در موشکهای فضایی است

همچنین آنها از لحاظ کاربرد به دسته های زیر تقسیم بندی می شوند:

موشک‌های بالستیک

موشک‌های اتمی

موشک‌های فضایی

موشک‌های ضد ماهواره

موشک‌های لیزری

موشک‌های شیمیایی، میکروبی، صوتی،...

موشک‌های جنگ شهری

موشک‌های ضدتانک

موشک‌های ضدزره

موشک‌های ضدهوایی

 

 

 

طرز کار وساختار یک موشک بالستیک  

برای این قسمت من برای نمونه موشکه شهاب 3 را انتخاب کردم .موشک شهاب 3 که یک موشک میانبرد بحساب می آید و در انواع جدید آن تا 2500 کیلومتر برد دارند البته گفته می شود قادر ایت از جو هم خارج شود در مورد سری شهاب همین قدر بگم که شهاب 4 قادر خواهد بود از جو خارج شود یا حتی به عنوان یک موشک فضاپیما استفاده گردد بگذریم همانطور که در تصویر می بینید ساختار داخلی آن بسیار شبیه موشکهای فضاپیماست با این تفاوت که از موتور های چند گانه و مخازن جداشوند استفاده نمی کند همانطور که میبینید بیشتر بدنه را مخزن سوخت تشکیل می دهد که خود از دوقسمت تشکیل شده قسمت سوخت اصلی و قسمت گازی که برای اشتعال لازم است اگر دقت کنید در نمایی که از موتور موشک قرار داده شده می توان دو استارتر راکتی کوچک را دید که موجب روشن شدن موتور اصلی می گردند سیستم کنترلی و مکانیابی و همچنین کامپیوتر ماموریتی موشک در جلوی موشک و چسبیده به کلاهک مخروطی قرار داردکلاهک آن نیز که نیاز به شرح ندارد البته ساختار تمامی موشکهای بالستیک مثل هم نیست اما اصول یکیست و ساختار کلی همین طور است.

 ساختمان یک موشک

 قبل از اینکه وارد بخش های دیگه بشیم لازم دونستم بطور کلی ساختمان موشکها را مورد بررسی قرار دهیم
امروزه تعداد متنوعی از موشکها موجود است و اغلب آنها اختلاف عمده‌ای باهم دارند. با این وصف ، موشکها در قسمتهای اصلی تشکیل دهنده شبیه به هم هستند. هر موشک از چهار قسمت اصلی به نام سازه (AIRFAME) ، سیستم هدایت موشک (GUIDANCE SYSTEM) ، کلاهک یا سرجنگی (WarHead) ، بخش پیشران Prou plision unit) یا موتور که نیروی لازم را برای هدایت موشک به جلو و سمت هدف تامین می‌نماید، تشکیل شده است.


اجزای اصلی موشک
بدنه موشک :
قطعات بدنه موشک شامل اسکلت که الحاق کننده یا محافظ و نگهدارنده سایر قسمتهای موشک می‌باشد و در واقع اتصال قسمتهای مختلف موشک و استواری آن در حین پرواز در هوا به این قسمت متکی است. شاسی ، خود از بخشهای دیگر به نام بدنه اصلی موشک (Missils Main Body) با بالها و بالچه‌ها تشکیل شده است. سیستم هدایت ، موشک را به سوی هدف یا محوطه آن سوق می‌دهد.

وقتی موشک به شعاع مشخصی از هدف رسید، سرجنگی که قسمت از موشک و حاوی مقدار مشخصی از مواد منفجره می‌باشد ، منفجر و باعث انهدام و صدمه زدن به هدف می‌شود. بدنه اصلی موشک معمولا به شکل لوله از جنس محکم و از فلز سبک مانند آلومینیوم با دیگر فلز است که در مقابل درجه حرارت زیاد و فشارهای بالا (که در حین پرواز در هوا به موشک وارد می‌شود.) مقاوم باشد، ساخته می‌شود.

بالها و بالکهای موشک (Wings & FINS)

بالها در اطراف و بیرون بدنه اصلی قرار گرفته‌اند و نیروی اصلی جهت پرواز در هواست تامین می‌نماید. لبه جلویی بالها به لبه مقاوم ، لبه عقبی آن به لبه فرار (Trailing EDGE) و بالای آن تیپ (TIP) گفته می‌شود
بالکها کوچکتر از بالها بوده و بطور معمول در قسمت عقب موشک قرار می‌گیرند، ولی در بعضی از موشکها در قسمت جلو بدنه طراحی شده است. هدف از به کارگیری بالک ، متعادل نگهداشتن موشک و تامین پدیداری آن (انطباق محور موشک با زاویه حرکت) ، در مسیر پرواز می‌باشد به همین علت به بالکها ، تثبیت کننده نیز اطلاق می‌شود

 سیستم هدایت و کنترل موشک (Guidance and control system)

سیستم هدایت یکی از بخشهای عمده موشک است و کار هدایت موشک از محل روانه‌ سازی و پرتاب تا بخشی از مسیر و یا هدف را به عهده دارد. بعضی از موشکها از هدایتهای مختلفی ، در قسمتهای مسیر استفاده می‌کنند. سیستمهای هدایت جهت انجام وظایف مربوط ، دارای قسمتهای زیر می‌باشد

هدایت حساسه :
این قسمت به انواع مختلف انرژی نظیر حرارت ، روشنایی ، امواج الکترومغناطیسی ، صدا و یا حرکت مکانیکی را تشخیص می‌دهند. این وسایل (حساسه‌ها) انرژی دریافتی را تجزیه و تحلیل کرده و به شکلی بکارگیری در می‌آورند و آنها را به قسمتهای مربوطه نظیر شتاب ‌سنجها به کامپیوتر ارجاع می‌دهند.

کامپیوتر :
اطلاعات را از حساسه‌ها دریافت و آنها را پردازش می‌نمایند. خروجی به نحوی است که قابل دریافت و واکنش مناسب بوسیله قسمتهای کنترل باشد. این قسمت در واقع مغز موشک تلقی می‌شود. زیرا اطلاعات لازم برای قسمتهای داخلی و سطوح کنترل از این بخش صادر می‌شود.

کلاهک یا سرجنگی:
سرجنگی که به آن کلاهک جنگی گفته می‌شود، از مهمترین بخشهای موشک بوده و هدف از طراحی موشک یا راکت ، (به عنوان تسلیحات نظامی) در واقع رساندن این قسمت به هدف و یا نزدیک آن است که با انجام عمل هدف آسیب یا منهدم می‌شود. اغلب محل قرار گرفتن این بخش جلو مورد نظر است. در صورتی که وقتی بحث کلاهک جنگی در اینگونه سلاحها باشد، محلی غیر از دماغه موشک مورد نظر است.

این بخش در موشک‌ها اکتشافی یا عملی شامل تجهیزاتی است که برای مثال به منظور جمع‌آوری اطلاعات جوی ، عکسبرداری جمع‌آوری اطلاعات علمی و سرانجام عملیاتی نظیر قرار دادن ماهواره در مدار زمین می‌باشد که به علت اهمیت این بخش شاخه علمی به نام «بالستیک انتهایی» بوجود آمده و موضع آن طراحی سرجنگی‌های مختلفی با توجه به اهداف متفاوت است.

انواع سرجنگی متعارف:
سرجنگی انفجاری
سرجنگی متلاشی یا ترکشی
سرجنگی با خرج شکل‌دار

پیشران (موتور):
موتور یکی از بخشهای عمده موشک است که نسبت به سایر قسمت‌ها هزینه و دقت زیادی صرف تکمیل آن شده است. کار این قسمت ایجاد نیروی محرکه لازم (برای اینکه موشک مسافت مشخصی را طی نماید) می‌باشد. انواع موتور موشکها با توجه به سوخت و مکانیزم طراحی و ساختشان به قسمتهای مختلف تقسیم می‌شود.

تعداد زیادی از موتورهای موشک برای تولید نیرو اکسیژن مصرف می‌کنند این اکسیژن ممکن است مستقیما از اتمسفر که پرواز می‌کنند دریافت کنند و یا از اکسیژن تحت فشار که با خود حمل می‌کنند و یا از اکسیژن مواد سوختی (سوخت جامد) دریافت می‌کنند. این عامل سبب می‌شود که موشکها در خارج از جو نیز حرکت کنند.

بررسی کوتاهی از موتور موشک:

دامنه استفاده از راکت‌ها فقط به ارتش و جنگ ختم نمی‌شود، بلکه از آن برای ارسال ماهواره یا سفینه‌های فضانورد و مکتشف نیز استفاده می‌گردد. اولین مورد استفاده نظامی از موشک یا به اصطلاح دیگر راکت مربوط به قرن سیزدهم و در چین بوده است. در این هنگام چینی‌ها از سلاحهائی به نام « تیرهای آتش » برای محاصره و سقوط « قلعه کیفینگ » استفاده کردند. این تیرها در حقیقت راکت‌های سوخت جامد (باروت تفنگ) بودند. ایده طرح و ساخت راکت‌ها از آن زمان به بعد مورد توجه قرار گرفت. بطوری که امروزه راکت‌های سوخت مایع نیز ساخته شده و تکامل بسیاری یافته‌اند.

تاریخ تحولات ورشد موتور موشکها:
در سال 1285 راکت‌ها در « کولوگن » اروپا مورد استفاده قرار گرفتند و از آن تاریخ تا به حال به عنوان یک اسلحه مورد توجه می‌باشند. از میان جنگهای معروفی که در آنها از راکت به عنوان اسلحه استفاده شد، می‌توان جنگهای « سرنیگاپاتا » در هند و در سالهای 1722 و 1799 جنگهای « بولوگن » ، در سال 1806 جنگ « دانزیگ » و جنگ « کپنهاگ » در 1807 و همچنین حمله انگلیس در « فورت مک هنری » را نام برد.

در طی جنگ جهانی دوم ، چند کشور از جمله ایالات متحده آمریکا با موفقیت از مقرهای پرتاپ چند موشکه استفاده کردند. راکت‌هائی که در جنگ « استالینگراد » توسط شوروی بکار گرفته شدند، در طی جنگ دوم جهانی توسط آمریکا در اختیار شوروی قرار گرفته بودند. راکت‌های سوخت مایع در ایالات متحده توسط پروفسور « رابرت راچ گادارد » ساخته شده و تکامل یافتند. گادارد چندین سال سعی کرد تا ایده‌های خود را به دولت امریکا قبولاند و وسایل مورد نیاز خود را تهیه کرد. گادارد با همکاری « چارلز لیندبرگ » بالاخره توانستند تعدادی راکت سوخت مایع که با بنزین و اکسیژن مایع تغذیه می‌شدند را ساخته و با موفقیت به پرواز در آورند.

تقریبا در همین زمان چند دانشمند آلمانی به رهبری « هرمان اوبرت » بر روی موتورهای سوخت مایع کار می‌کردند. این گروه توسط « ورنهر ون براوف » که بعدها اسیر شده و به امریکا منتقل شد، کمک می‌شدند. ون براون بعدها در امریکا رهبری دانشمندان امریکایی را که بر روی پروژه راکت سوخت مایع کار می‌کردند، بر عهده گرفت. در پایان جنگ جهانی دوم موشک‌های وی _ 2 که توسط براون در آلمان طراحی شده بود، به سمت انگلستان پرتاپ شده و قدرت و کفایت خود را به اثبان رساندند. امروزه انواع مختلف راکت‌ها برای مقاصد گوناگون ساخته و بکار گرفته شده‌اند.

موتور راکت با سوخت مایع:
یک موتور موشک که با سوخت مایع کار می‌کند، شامل تزریق کننده ، اتاقک احتراق ، گلوگاه و شیپور می‌باشد. بخش پشتی اتاقک انفجار یا احتراق که محل تزریق سوخت است را اینجکتور یا تزریق کننده می‌نامند. لایه داخلی اتاقک احتراق دارای جداری تو خالی است که گاز خنک کننده‌ای در آن جریان دارد. شیپور در قسمت عقب دارای شکلی همگرا بوده و ایجاد گلو می‌کند و در قسمت جلو شکلی واگرا داشته و تولید دهانه بزرگ خروجی را می‌نماید. در پشت شیپور اتاقک احتراق قرار دارد. معمول‌ترین طرح شیپور ، شیپور دلاوال نام دارد. این نام از اسم دکتر « گوستاو پاتریک دلاواو » یک مهندس سوئدی بود، گرفته شده است.

پمپ مواد سوختی :
معمولا پمپ مواد سوختی در هر موتور موشک شامل یک توربین گازی است که دو پمپ سانتریفوژی (گریز از مرکز) که بر روی شافت (محور) همان توربین سوار است را می‌گرداند. جنس توربین گازی و لوله سفید آن از آلیاژ نیکل است که در مقابل حرارت زیاد مقاوم می‌باشد. بدنه پمپ مواد سوختی و پروانه‌های آنها از آلیاژ آلومینیوم ساخته می‌شود تا از وزن آنها کاسته شود. ژنراتور گاز توربو پمپ شبیه به اتاقک احتراق موتور راکت است. سوخت ژنراتور گاز معمولا از منبع اصلی سوخت موشک تامین می‌شود.

سیستم اشتعال در موتورهای سوخت مایع موشک:
سیستم اشتعال در راکت‌های سوخت مایع می‌تواند یک سیستم جرقه زنی الکتریکی یا یک سیستم هیپرگولیک باشد. در سیستم الکتریکی ، سوخت و اکسید کننده به صورت پودر به اتاقک احتراق تزریق شده و پس از مخلوط شدن توسط جرقه‌های الکتریکی مشتعل می‌شوند.

اینجکتورها :
اینجکتورها در شکلهای مختلف طراحی شده و ساخته می‌شوند. در همه اینجکتورها سوخت و اکسید کننده به هنگام خروج به خوبی و بطور کامل با هم مخلوط می‌شوند. در بعضی از اینجکتورها سوخت و اکسید کننده پس از ورود به اتاقک با هم مخلوط می‌شوند. در این روش ذرات کوچکتر که همان گازهای حاصل از احتراق باشند، تولید می‌شوند. در روش دیگر ، سوخت و مایع اکسید کننده بر روی صفحاتی که در مقابل اینجکتور تعبیه شده‌اند، پاشیده می‌شوند. در این عمل سوخت و ماده اکسید کننده با هم مخلوط شده و مشتعل می‌شوند.

مواد سوختی مایع :
مواد سوختی به مجموعه سوخت و ماده اکسید کننده اطلاق می‌شود. برای موتورهای موشک سوخت مایع انواع بسیاری سوخت و اکسید کننده وجود دارد، اما باید توجه داشت که خصوصیات این مواد با هم متفاوتند. از مواد اکسید کننده می‌توان اکسیژن مایع ، فلورین ، پراکسید هیدروژن ، اسید نیتریک سفید دود کننده و کلرین را نام برد. بعضی از ترکیبات سوختی بسیار آتش‌زا هستند. برای مثال اکسید کننده فلورین در ترکیب با آمونیاک ترکیب بسیار قابل احتراقی را تولید می‌کند.

کار با مواد سوختی مایع:
تکنسین یا تعمیرکار موشک که مسئول مواد سوختی راکت است، باید بطور کامل با تکنیکهای این موضوع آشنا باشد. وی ابتدا باید با طبیعت این مواد آشنا بوده و ترکیبات و خصوصیات هر کدام را بداند. برای مثال اکسیژن مایع همیشه در دمای کم نگهداری می‌شود و در صورت تماس با ترکیبات آلی و بافتهای زنده بلافاصله آنها را منجمد می‌کند و به همین دلیل هرگز نباید اکسژن مایع با پوست تماس پیدا کند، زیرا در اثر تبخیر شدید و گرفتن مقدار زیادی از دمای پوست باعث صدمه زدن به آن می‌شود.

کاربرد موتورهای راکت:
موتورهای راکت در موشک‌های نظامی مانند موشک‌های هوا به هوا (ای ای ام) ، زمین به هوا (اس ای ام) ، هوا به زمین (ای اس ام) ، زمین به زمین (اس اس ام) و غیره استفاده می‌شود. موتورهای راکت که در موشکهای رزمی بکار می‌رود هم از نوع سوخت مایع و هم از نوع سوخت جامد می‌باشد. قدرت این موتورها بین چند صد تا چند میلیون پوند متغیر است.


 
comment نظرات ()