تفاوت موشک بالستیک، کروز و هایپرسونیک چیست؟

در این مطلب با بررسی فناوری ساخت موشک‌ها و عملکرد آنان، تفاوت موشک بالستیک، کروز و هایپرسونیک را برای شما بازگو می‌نماییم.

اگر به تاریخچه ساخت موشک‌های نوین نگاهی بیاندازیم، برای اولین بار طی جنگ جهانی دوم این مهندسان و دانشمندان هوا فضای آلمان نازی بودند که موفق به ساخت این فناوری شدند. این فناوری پس از گذشت حدود ۸۰ سال پایه و اساس خود را حفظ کرده و کشورهای مختلف صاحب سبک در ساخت موشک توانایی، برد و سرعت این تسلیحات جنگی را به‌طرز شگفت‌آوری ارتقا دادند. در این بخش از اخبار نظامی سایت گجت نیوز تفاوت سه موشک پرکاربرد صنعت نظامی را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

تکنولوژی ساخت موشک بالستیک و کروز

به‌طور کلی موشک‌ها از نظر پروسه ساخت، عملکرد جنگی و سرعت دسته‌بندی می‌شوند. این موشک‌ها بر اساس الگوی پرواز به دو نوع بالستیک و کروز؛ از نظر سوخت به سه نوع سوخت جامد، مایع و موتور جت و از نظر سرعت نیز به سه نوع مادون صوت، مافوق صوت (سوپرسونیک) و فراصوت (هایپرسونیک) تقسیم می‌شوند. در ادامه هر یک از این موشک‌ها را از نظر فناوری ساخت و کارکرد به تفکیک مورد بررسی قرار می‌دهیم.

موشک بالستیک

موشک بالستیک به موشکی گفته می‌شود که همانند سیستم منجنیق‌های قدیمی به سوی هدف نشانه می‌رود و مسیر حرکتش را جاذبه زمین تعیین می‌کند. این حرکت که در علم فیزیک به «حرکت پرتابه‌ای یا بالستیک» معروف است، همانند مسیر پرواز توپی است که دروازه‌بان فوتبال یا بازیکن بسکتبال شوت می‌کند. بدین‌ترتیب که ابتدا ارتفاع می‌گیرد و سپس در مسیری خمیده سقوط می‌کند. در این روش، موشک با تکیه بر سوخت خود به پرواز درمی‌آید تا محموله انفجاری خود را به بالاترین ارتفاع ممکن برساند. در آنجا سوخت به پایان می‌رسد و موشک مسیر خود را با تکیه بر جاذبه زمین ادامه می‌دهد تا به هدف برخورد کند. از آنجایی‌که موشک از ارتفاع چند صد کیلومتری سقوط می‌کند، با سرعت بالایی به هدف برخورد می‌کند؛ به‌طوری‌که موشک‌های آلمانی V2 که نخستین موشک‌های بالستیک مدرن به‌شمار می‌روند، به ارتفاع بیشینه ۱۰۰ کیلومتری از سطح زمین می‌رسیدند و با سرعت بیش از ۴ برابر سرعت صوت به هدف مورد نظر برخورد می‌کردند.

مراحل مختلف پرتاب موشک بالستیک عبارتند از:

مرحله ۱– هدف‌گیری و پرتاب

مرحله ۲، ۳ و ۴– در مرحله‌های مختلف، بخش‌هایی از بدنه پرتابگر پس از پایان سوخت، جدا می‌شود تا محموله بتواند به ارتفاع بالاتری برسد.

مرحله ۵– در اینجا محموله به بالاترین ارتفاع مسیر رسیده و از آن پس، کلاهک‌های خود را در مسیری که عمدتاً با جاذبه زمین کنترل می‌شود، رها می‌کنند.

مرحله ۶– پس از ورود به جو، کلاهک با استفاده از بالچه‌هایی که در اطراف آن تعبیه شده، درون جو مسیر خود را اصلاح می‌کند.

مرحله ۷– در نهایت کلاهک با حداکثر سرعت ممکن به هدف برخورد می‌کند.

برای افزایش هرچه بیشتر سرعت موشک بالستیک، ارتفاع بیشینه آن را باید افزایش داد و بدین منظور، موشک باید از جو خارج شود؛ به همین دلیل است که موشک‌های بالستیک، سوخت و اکسیژن بیشتری با خود حمل می‌کنند. مسیر موشک بالستیک به وزن و سوخت موشک، ارتفاع بیشینه و وزش باد در هنگام صعود و سقوط بستگی دارد و موشک می‌بایست در طول مسیر بارها مسیر خود را اصلاح کند.

این نوع موشک خطای برخورد نسبتا زیادی نیز دارد و بخش هدایت و کنترل موشک‌های بالستیک، پاشنه آشیل این فناوری است؛ به‌طوری‌که موشک‌های V2 آلمان نازی به‌ندرت به اهداف از پیش تعیین‌ شده برخورد می‌کردند. پس از شکست آلمان نازی و دستگیری دانشمندان موشکی آلمان به دست آمریکا و شوروی، دو ابرقدرت شرق و غرب توانستند به پیشرفت‌های فراوانی در ارتقای قدرت موشک‌های بالستیک و هدایت‌پذیری آن‌ها دست یابند. هرچند که شوروی هرگز نتوانست به دقت موشک‌های آمریکایی دست پیدا کند و از این رو، ظرفیت محموله موشک‌های بالستیک خود را افزایش داد تا دقت کمتر خود را با انفجارهای عظیم‌تر جبران کند.

موشک کروز

موشک کروز، موشکی است که از نظر حرکتی شباهت فراوانی به سیستم هواپیما دارد و درون هوا پرواز می‌کند؛ از این رو معمولاً سرعت این نوع موشک کمتر از موشک های بالستیک و ظرفیت محموله آن نیز پایین‌تر است. موتور موشک کروز می‌تواند یا موتوری شبیه به هواپیما باشد که سوخت را با هوای محیط می‌سوزاند یا از پیشرانه‌های سوخت جامد برای دستیابی به سرعت بالاتر بهره بگیرد. موشک های کروز نیز طی جنگ سرد شاهد پیشرفت‌های فراوانی بودند؛ به‌طوری‌که امروزه موشک‌هایی مانند تاماهاک بی جی ام-۱۰۹ آمریکا با تجهیز به دوربین و فناوری هدایت‌پذیری از دور می‌توانند اهداف را منهدم نماید. این موشک‌ها می‌توانند در ارتفاع پایین و زیر سطح تشخیص رادار، چند صد تا چند هزار کیلومتر پرواز کنند و استفاده از آن‌ها برای غافلگیر کردن طرف مقابل، کارآمد است.

تفاوت موشک‌های سوخت جامد، مایع و موتور جت

طبق یک اصل مشخص، موشک‌ها حجم مناسبی از سوخت را با اکسیژن می‌سوزانند و دود حاصل از احتراق را که بسیار داغ و پرسرعت است، از درون نازل خروجی به بیرون می‌رانند تا بر اساس قانون عمل و عکس‌العمل (مشابه فرآیندی که آبپاش‌های چرخشی را به حرکت درمی‌آورد)، موشک در جهت مقابل به پیش برود. اگر موشک، همانند برخی موشک های کروز، فقط سوخت مایع مورد نیاز را به‌همراه داشته باشد و نیازی به مخزن اکسیژن نداشته باشد، از موتوری شبیه موتور جت استفاده می‌کند. اگر موشک از سوخت مایع و اکسیژن مایع (مثلاً نفت سفید و اکسیژن مایع) استفاده کند، آن را موتور سوخت مایع می‌گویند.

مزیت مهم سوخت مایع آن است که موتور آن را می‌توان کنترل و تنظیم کرد، بسته به شرایط می‌توان آن را خاموش و دوباره روشن کرد. معمولاً در پرتابگرهای فضایی که نیاز به دقت بالایی در مراحل مختلف پرواز دارند، از موشک‌های سوخت مایع استفاده می‌کنند؛ اما سوخت مایع، خطرهای فراوانی هم دارد؛ به‌طور مشخص نمی‌توان آن را به‌مدت طولانی درون موشک نگهداری کرد. پر کردن مخزن سوخت چند ساعت زمان نیاز دارد و به‌دلیل دمای پایین اکسیژن مایع و برخی سوخت‌ها (مثلاً هیدروژن مایع)، مشکلات فراوانی از بابت سازه ظاهر می‌شود. به همین دلیل است که برای مصارف نظامی، کمتر کسی از موشک های سوخت مایع بهره می‌گیرد.

در موشک سوخت جامد، همان‌طور که از اسم آن برمی‌آید، سوخت و اکسیدان به‌شکل جامد درون مخزن موشک تعبیه شده‌اند. قدرت این سوخت بالا است و موشک را با شتاب بالایی به حرکت درمی‌آورد. این موشک‌ها را می‌توان برای زمانی طولانی نگهداری کرد و طی چند دقیقه می‌توان آن‌ها را آماده پرتاب کرد. با این حال، موتور سوخت جامد هم بی‌عیب نیست؛ موتور سوخت جامد را نمی‌توان همانند موتور سوخت مایع کنترل و تنظیم کرد؛ وقتی روشن شد، دیگر نمی‌توان آن را خاموش کرد و شتاب فراوانی که به موشک وارد می‌شود، نیازمند استفاده از سازه‌های مستحکم‌تر برای بدنه و محموله است. البته در حال حاضر، نیروی هوافضای سپاه پاسداران تنها نیروی نظامی در سراسر دنیا است که اعلام کرده توانسته است موتور سوخت جامد را همانند موتورهای سوخت مایع، کنترل کند و بر اساس همین دستاورد، ماهواره‌هایی را به مدار زمین تزریق کرده است.

مفهوم موشک مادون‌ صوت، مافوق‌ صوت و فراصوت

اگر سرعت موشک کمتر از ۱ ماخ (معادل ۳۴۰ متر بر ثانیه یا ۱۳۳۰ کیلومتر بر ساعت) باشد، آن موشک را مادون صوت می‌نامیم.

اگر سرعت موشک بین ۱ تا ۵ ماخ (۳۴۰ متر بر ثانیه تا 1700 متر بر ثانیه، معادل ۱۳۰۰ تا ۶۶۰۰ کیلومتر بر ساعت) باشد، آن موشک را مافوق صوت یا سوپرسونیک می‌نامیم.

اگر سرعت موشک بالاتر از ۵ ماخ (سرعتی بیش از ۶۶۰۰ کیلومتر بر ساعت) باشد، آن موشک را هایپرسونیک می‌نامیم.

برخی از موشک‌های کروز امروزی می‌توانند به سرعت‌های بالاتر از ۱ ماخ دست پیدا کنند و مافوق صوت باشند؛ هرچند که مهم‌ترین ویژگی این موشک‌ها، هدایت‌پذیری و پرواز پنهان زیر ارتفاع رادار است.

موشک هایپرسونیک کروز می‌تواند تا نزدیکی هدف زیر سطح رادار پرواز کند و زمانی برای اصابت به هدف اوج بگیرد و خودش را آشکار کند که سیستم‌های پدافند، فرصت کافی برای محاسبه مسیر و شلیک موشک‌های پدافندی را پیدا نکنند.

موشک های بالستیک از اوایل جنگ سرد، هنگام برخورد به هدف، سرعتی بالاتر از ۵ ماخ داشته‌اند و عملا موشک‌های هایپرسونیک به‌شمار می‌آمده‌اند؛ اما با استفاده از رادار می‌توان مسیر کلی آن را در زمان پرتاب، پیش‌بینی کرد و با رهگیری مناسب، آن را در میانه مسیر منهدم کرد. اما آنچه طی سال‌های اخیر به‌عنوان موشک هایپرسونیک معروف شده، موشک های کروز بر پایه سوخت جامد است که با سرعت بیش از ۵ ماخ زیر ارتفاع رادار پرواز می‌کنند. نخستین بار، این کشور روسیه بود که با رونمایی از موشک کینجال، دستیابی به این فناوری را اعلام کرد و از این موشک هواپرتاب در آسمان اوکراین نیز استفاده کرده است. آمریکا و چین نیز آزمایش‌هایی را برای ساخت موشک کروز هایپرسونیک با سرعت‌های بالاتر از ۱۰ ماخ انجام داده‌اند.

همچنین بخوانید:

نگاهی به بهترین موشک های کروز ساخت ایران

سیستم دفاعی جدید ایران، برای مقابله با آمریکا و اسراییل طراحی شده است

خط و نشان پوتین برای جنگنده‌های آمریکایی: بلندپروازی بکنید، می‌زنیم