فناوری تسلیحات مافوق صوت چگونه کار می کند؟

تاریخچه مختصری از موشک های مافوق صوت

ادامه مطلب

دلیل علاقه کشورها به فناوری موشک های مافوق صوت این است سیستم های تسلیحاتی پیشرفته آنها می توانند از فاصله دور بدون شناسایی توسط سیستم های دفاعی مانند رادارها و سپرهای ضد موشکی حمله کنند. علاوه بر این، موشک های مافوق صوت می توانند با سرعت بیش از 3850 مایل در ساعت حرکت کنند. این فناوری روی کاغذ امیدوارکننده به نظر می رسد، اما آیا رسیدن به سرعت های مافوق صوت واقعا آسان است؟

هایپرسونیک به چه معناست؟

این تنش جوی می تواند دمای سطح موشک ها و هواپیماها را افزایش دهد. این گرما می تواند در سرعت های مافوق صوت آنقدر شدید باشد که هوای اطراف را یونیزه کرده و باعث واکنش شیمیایی شود. این هوای یونیزه شده می تواند به سطح موشک آسیب برساند. همچنین، جسمی که سریعتر از سرعت صوت پرواز می کند، یک لایه متحرک از هوای متراکم ایجاد می کند که موج ضربه ای نامیده می شود. در سرعت های مافوق صوت، این موج ضربه ای زاویه بسیار باریکی با جهت حرکت سلاح ایجاد می کند. این عوامل یکپارچگی سلاح را به خطر می اندازد و بنابراین چالش های مهمی را برای طراحی موشک های مافوق صوت ایجاد می کند.

مافوق صوت که به معنای «سرعت بیش از حد» است به موشک هایی اطلاق می شود که می توانند مسافت های طولانی را در جو با سرعتی بیش از پنج برابر سرعت صوت یا سریعتر از 5 ماخ طی کنند.

هر موشکی که بتواند سریعتر از 5 ماخ (پنج برابر سرعت صوت) حرکت کند، موشک مافوق صوت نامیده می شود. به طور کلی دو نوع موشک مافوق صوت وجود دارد، یک موشک کروز اولتراسونیک که در طول پرواز توسط موتورها رانده می شود و یک موشک تقویت کننده مافوق صوت که با راکت ها به سرعت مافوق صوت می رسد و سپس از طریق جو به هدف خود می رسد.

موشک های کروز اولتراسونیک از موتورهای اسکرام جت استفاده می کنند که هنوز در دست توسعه هستند. اسکرامجت ها با سوزاندن سوخت در جریانی از هوا کار می کنند که با حرکت هواپیما به سمت جلو فشرده می شود. برخلاف موتورهای جت معمولی، اسکرام جت ها هیچ قطعه متحرکی ندارند. در حال حاضر کشورهایی که موتورهای جت اسکرام را آزمایش کرده اند شامل روسیه، ایالات متحده، هند و چین هستند.

ICTNN – فن آوری سلاح های اولتراسونیک به بخش عمده ای از مسابقه تسلیحاتی کشورها تبدیل شده است. در حال حاضر، ایالات متحده، چین و روسیه برای توسعه موثرترین موشک های مافوق صوت دوربرد با یکدیگر رقابت می کنند. گزارش اخیر نشان می دهد که کره شمالی نیز در 5 ژانویه 2022 یک موشک مافوق صوت را با موفقیت آزمایش کرد که دومین آزمایش گزارش شده این کشور از یک موشک مافوق صوت است.

مدیریت کشش اتمسفر هنگام ساخت یک سلاح مافوق صوت بسیار مهم است. همانطور که موشک در هوا حرکت می کند، متناسب با سرعت خود با مقاومت مواجه می شود. این به ویژه برای گلایدرها مشکل ساز است.

پرواز اجسام ساخت بشر با سرعت مافوق صوت فناوری جدیدی نیست. در اواخر دهه 1930، مهندس اتریشی یوگن سانگر و فیزیکدان آلمانی ایرن برادت یک گلایدر مافوق صوت به نام Silbervogel طراحی کردند، اما هرگز به تولید نرسید.

ICTNN/

تیم تحرریه شبکه خبری فناوری اطلاعات و ارتباطات

دو عامل اصلی که باعث علاقه به موشک های مافوق صوت شد، سرعت و قدرت مانور آنها بود. موشک های بالستیک قاره پیما می توانند با سرعت مافوق صوت حرکت کنند، اما یک مسیر قابل پیش بینی را دنبال می کنند و ردیابی و رهگیری آنها آسان تر است. در مقابل، موشک‌های مافوق صوت در ارتفاع پایین بسیار سریع نزدیک می‌شوند و ردیابی آن‌ها را بسیار سخت‌تر و در نتیجه خنثی کردن آن‌ها را سخت‌تر می‌کند.

موشک سپر دو مرحله ای آمریکایی ها که در سال 1949 ساخته شد، اندکی قبل از انفجار به سرعت مافوق صوت رسید. در سال 1959 ایالات متحده قراردادی را برای طراحی گلایدر اولتراسونیک Dyna-Soar به بوئینگ اعطا کرد، اما در سال 1963 دولت این پروژه را به دلایل نامعلومی رها کرد. تحقیقات در مورد پرواز مافوق صوت ادامه یافت، اما از نظر فنی دشوار بود.

گلایدرهای اولتراسونیک بالای تقویت کننده موشک بالستیک یا سامانه موشکی کوتاه برد نصب می شوند و سرعت را تا 20 ماخ افزایش می دهند. این نوع موشک های مافوق صوت رایج تر هستند. گلایدرهای اولتراسونیک آوانگارد چینی و روسی DF-ZF در حال حاضر در حال استفاده هستند.

چرا ساخت سلاح های مافوق صوت اینقدر سخت است؟

در آیرودینامیک معمولا سرعت اجسام بر اساس سرعت صوت محاسبه می شود و برای محدوده های سرعتی خاص از پیشوندهای مختلفی مانند ساب، سوپر و هایپر استفاده می شود. سرعت صوت با توجه به محیطی که در آن حرکت می کند و همچنین دمای محیط متفاوت است. دما نیز به ارتفاع بستگی دارد. برای اهداف استاندارد، اگر ارتفاع را در سطح دریا در نظر بگیریم و دمای 20 درجه سانتیگراد را فرض کنیم، سرعت صوت تقریباً 761 مایل در ساعت خواهد بود. این سرعت را سرعت محلی صوت یا 1 ماخ می گویند.عدد ماخ نسبت سرعت به سرعت صوت است بنابراین سرعت 1522 مایل در ساعت برابر با 2 و سرعت آن را 2 ماخ می گویند.