گزارش| تجهیز مهلک‌ترین موشک بالستیک ایران به کلاهک جدید/ سومین سر جنگی خرمشهر چه ویژگی‌هایی دارد؟
در جریان رژه امروز نیروهای مسلح، موشک ۲هزارکیلومتری «خرمشهر» در حالی به‌نمایش درآمد که یک سر جنگی جدید به‌روی آن نصب شده بود.
گروه امنیتی دفاعی خبرگزاری تسنیم ــ صبح امروز در جریان رژه بزرگ نیروهای مسلح که به‌مناسبت 31 شهریور (آغاز هفته دفاع مقدس) در جوار حرم امام خمینی(ره) برگزار شد، موشک بالستیک خرمشهر با یک سر جنگی جدید به نمایش درآمد. این سومین سر جنگی است که تاکنون به‌روی این موشک دیده شده است.
موشک خرمشهر آخرین محصول معرفی‌شده کشور در رده بالستیک‌های برد بلند است و رونمایی آن بازتاب‌های زیادی بین تحلیلگران حوزه موشکی در دنیا داشت. موشک جدید ایران، قطر بیشتر و طول کمتری نسبت به سایر موشک‌های ایرانی با برد مشابه داشت.
موشک خرمشهر در رژه شهریور 1396
لازمه این کار، طراحی مجدد، شبیه‌سازی و آزمایش تمام اجزاء سازه و بدنه موشک است، به‌علاوه اینکه در موشک خرمشهر، طول کلی نسبت به سایر نمونه‌های قبلی، به‌میزان محسوسی کاهش داشته زیرا موشک‌های قبلی طولی درحدود 15.5 متر و بالاتر دارند. به‌گفته فرمانده نیروی هوافضای سپاه این کاهش طول سبب بهبود قابلیت‌های تاکتیکی برای خرمشهر شده است.
کاهش طول و کنار آن افزایش قطر موشک، در مجموع سبب کاهش نسبت طول به قطر موشک می‌شود که به آن نسبت لاغری یا Slenderness ratio نیز می‌گویند.
کاهش این نسبت مزیت‌هایی برای صلبیت بیشتر سازه موشک و کاستن از کمانش‌های موضعی به‌همراه داشته و در نتیجه می‌توان برای رسیدن به قابلیت‌های سازه‌ای مشخص، تا حدودی وزن سازه را نیز کاهش داد.
نکته مهم دیگری که با نگاهی به منابع علمی می‌توان دریافت، این است که موشکی با نسبت طول به قطر کمتر، برای پرواز در سرعت‌های بالا مناسب‌تر است. البته قطر بیشتر سبب افزایش نیروی پسا نیز می‌شود که با پیشران قوی‌تر قابل جبران است، پیشرانی که بدنه بزرگتر موشک خرمشهر جای کافی برای قرار گرفتن آن را دارد.
مقایسه شکل ظاهری موشک خرمشهر و موشک عماد که در واقع نوع توسعه‌یافته قدر است
پس از موشک قیام‌ــ1، خرمشهر دومین موشک بالستیک بدون بالک ایرانی است. تفاوت اصلی ظاهری قیام و خرمشهر با سایر موشک‌های بالستیک بومی در حذف بالک‌های ثابت پایدارساز از انتهای بدنه است. این بالک‌ها که به‌شکل ذوزنقه قائم الزاویه در تمام موشک‌های بالستیک خانواده شهاب، قدر و سجیل دیده می‌شوند نقش مهمی در ایجاد پایداری موشک دارند اما در دو موشک مذکور با عدم اتکا به بالک‌های فوق، تمام وظیفه ایجاد پایداری به‌عهده سامانه‌های کنترلی با همان عملگرهای نصب‌شده در خروجی پیشران سوخت مایع (در موشک قیام) گذاشته شده است.
موشک خرمشهر در نمایشگاه اقتدار 40 در بهمن 1397
حذف بالک‌های پایدارساز، مزیت‌هایی از جمله کاهش وزن و بازتاب راداری را به‌همراه داشته، ذخیره و انبارداری، حمل‌ونقل و بارگذاری موشک را در پرتابگر ساده‌تر می‌کند. این ویژگی به‌واسطه دستیابی به سطح بالاتری از دانش و فناوری تأمین پایداری و کنترل موشک، تنها به‌واسطه سامانه کنترل بردار رانش در خروجی موتور حاصل شده است.
به این منظور کاهش قابل توجه عوامل بروز خطا در این موشک‌ها از جمله استقرار دقیق موشک روی پرتابگر، بهبود سامانه‌های هدفگیری و هدایت، کاهش تلاطم سوخت مایع در مخزن و... نیز مورد توجه قرار گرفته است. همچنین با توجه به جدید بودن این موشک احتمالاً از فناوری‌های پیشرفته و سامانه‌های تمام دیجیتال در بخش‌های الکترونیکی آنها استفاده شده است.
از تصاویر منتشرشده در نمایشگاه اقتدار 40 مشخص شد که موشک خرمشهر از پیشران سوخت مایعی متفاوت با نمونه‌های به‌کارگرفته‌شده در موشک‌های نسل شهاب‌ــ3 برخوردار است. تفاوت مشهود در بخش خروجی موشک خرمشهر با آنها شامل تفاوت قطر نازل (خروجی پیشران) و نیز برخورداری پیشران موشک خرمشهر از دو نازل کوچکتر جانبی کنار خود است.
خروجی‌های پیشران موشک خرمشهر در نمایشگاه اقتدار40
در عکس زیر، تصویر گازهای خروجی از پیشران موشک خرمشهر و یک نمونه موشک خارجی با موتور سوخت مایع دارای ساختار مشابه یعنی نازل‌های جانبی نمایش داده شده است.
موشک خرمشهر (سمت راست) و یک موشک خارجی با موتور دارای ساختار مشابه
تفاوت دیگری که با نمایش عمومی موشک خرمشهر دیده شد، عدم استفاده از بالک‌ها یا فین‌های کنترلی نصب‌شده در انتهای پیشران است. در موشک‌های نسل شهاب کار کنترل موشک با روش کنترل بردار رانش با استفاده از این بالک‌ها صورت می پذیرفت. اما در موشک خرمشهر این نوع سامانه بردار رانش مشاهده نمی‌شود، این در حالی است که نسل اول خرمشهر نیز قابلیت هدایت و کنترل تا زمان روشن بودن موتور را دارد.
بنا بر این باید هم نازل اصلی موتور و هم دو نازل جانبی یا دست‌کم نازل‌های جانبی باید قابلیت حرکت به‌صورت یک گیمبال یعنی با اتصالی شبیه به مفصل کروی را داشته باشند، در این صورت شاهد به‌کارگیری نوع پیشرفته‌تری از سامانه‌های کنترل بردار رانش در موشک‌های نظامی ایران هستیم؛ فناوری‌ای که بیش از یک دهه است در مراحل بالای موشک‌های ماهواره‌بر ایرانی به‌کار گرفته شده است.
وجود بالک‌های کنترلی در خروجی نازل، سبب کاهش ناخواسته مقداری از نیروی پیشران می‌شود ضمن اینکه این بالک‌ها باید با استفاده از مواد بسیار مقاومی ساخته می‌شدند. عملگرهای کنترلی جداگانه هر یک از این بالک‌ها نیز به وزن موشک می‌افزاید. البته قابلیت اطمینان از عملکرد این بالک‌ها بسیار بالا بوده و محاسبات مربوط به کنترل آنها نیز نسبتاً ساده است، در مقابل، استفاده از نازل متحرک برای کنترل موشک، ضمن حفظ تمام نیروی پیشران تولیدی، وزن کمتری نیز دارد.
میزان جرم سر جنگی موشک خرمشهر برابر 1500 تا 1800 کیلوگرم بیان شده است. مقایسه با تمام موشک‌های بالستیک ایران از جمله قدرــاف و اچ و نیز سجیل، نشان می‌دهد که خرمشهر بیش از 2 تا 3 برابر میزان اعلام‌شده برای انواع موشک‌های بالستیک قبلی قابلیت حمل محموله جنگی دارد. شکل بیرونی سر جنگی این موشک خصوصاً در ناحیه دماغه که از مواد فناشونده در آن استفاده شده نشان‌دهنده سرعت بسیار بالای آن در مرحله ورود به جو است.
سر جنگی مخروطی ساده موشک خرمشهر
این میزان، امکان به‌کارگیری سر جنگی مجتمع (تعدادی سر جنگی کوچک چند صدکیلوگرمی) را برای موشک خرمشهر فراهم می‌کند. قطر بیشتر بدنه در موشک خرمشهر، به حمل سر جنگی از نوع مجتمع نیز کمک می‌کند زیرا فضای بیشتری برای جایدهی این نوع سر جنگی در اختیار طراحان قرار دارد.
یک نمونه سر جنگی مجتمع و نحوه عملکرد آن
وجود موشک خرمشهر‌ــ2 که سر جنگی آن قابلیت هدایت تا لحظه برخورد را دارد نیز در نمایشگاه اقتدار40 برای اولین بار اعلام شد. در نگاه اول، این سر جنگی شباهت بسیاری به نمونه مورد استفاده در موشک عماد دارد.
تصویری از موشک خرمشهر مجهز به کلاهک هدایت‌شونده
عماد اولین موشک بالستیک برد بالای متوسط ساخت ایران بود که به سر جنگی هدایت‌شونده تا انتهای مسیر مجهز و در اوائل پائیز 1394 رونمایی شده بود. این موشک در آزمایش‌های خود، دقت بسیار زیادی را در برد حدود 1650 کیلومتر نشان داد.
کمی بعد و در بهار 1395، خبر آزمایش موفق موشک با سر جنگی هدایت‌شونده و خطای چند متر در برد 2000 کیلومتر اعلام شد.
مقایسه موشک خرمشهر‌ــ 1 و 2 توسط یک تحلیلگر خارجی
سخنان رئیس ستاد کل نیروهای مسلح مبنی بر اصابت سر جنگی موشک خرمشهر با خطای 60 سانتی‌متر به هدف در برد 1300 کیلومتر در آزمایش‌های نهایی خود، نشان داد که این موشک حرف‌های زیادی برای گفتن دارد، با این میزان خطا، عملاً سطح قابلیت نقطه‌زنی موشک‌های بالستیک ایران، بسیار بهبود یافته است.
تصاویری از اصابت دقیق سر جنگی خرمشهر‌ــ2 به هدف
اما در رژه 31 شهریور 1398 (امروز) موشک خرمشهر با یک سر جنگی جدید به‌نمایش در آمد. این سرجنگی به‌خلاف نمونه اولیه که مخروطی ساده است، دارای تغییر در سطح مقطع و زاویه سطوح بوده اما به‌خلاف نمونه مشاهده‌شده در خرمشهر‌ــ2 فاقد بالک کنترلی است.
از طرفی به‌دلیل حجم کمتر این سر جنگی، احتمال اینکه این نمونه مربوط به کلاهک‌های چندگانه باشد، بسیار ضعیف است. نگاهی به رویه گذشته سر جنگی موشک‌های خانواده شهاب و قدر در این زمینه می‌تواند مفید باشد.
از نظر ظاهری، اولین انواع سرهای جنگی شهاب، مخروطی ساده بودند که بعدها با دو نوع دیگر، تنوع یافتند. نوعی که در اینجا آن را "سه‌مخروطی" می‌نامیم با دو بخش مخروطی که اولی زاویه بیشتری دارد شروع شده و به‌واسطه یک حجم استوانه‌ای با طول قابل توجه به بخش مخروطی سوم می‌رسد.
بنا بر اطلاعات موجود، این نمونه برای اولین بار روی موشک‌های شهاب‌ــ3 بهبودیافته در رژه 31 شهریور 1383 مشاهده شد. این ترکیب به‌نظر می‌رسد امروزه معمول‌ترین ترکیب هندسه ظاهری کلاهک‌های جنگی موشک‌های بالستیک کشور است زیرا علاوه بر شهاب‌ــ3، در موشک‌های قیام و سجیل‌ــ1 و 2، قدر‌ــ1F و نمونه جدید قدر‌ــ1H نیز دیده می‌شود.
سر جنگی موشک‌های ایران از راست به چپ: قیام، قدرــاف، سجیل و شهاب‌ــ3 نسل اول
نوع دیگر که آن را "دومخروطی" می‌نامیم، با یک حجم مخروطی از دماغه شروع شده و به‌واسطه یک حجم استوانه‌ای کوتاه به بخش مخروطی انتهایی می‌رسد.
انواع شکل ظاهری سر جنگی از سمت راست، دومخروطی، سه‌مخروطی و مخروطی ساده
تحلیل‌های کارشناسان خارجی درباره این سه نوع طرح کلاهک بسیار جالب است. آنها با استفاده از نرم‌افزارهای تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و مکانیک پروازی، با فرض یک توزیع جرم همگن در داخل کلاهک که از نوک دماغه شروع شده و تا طول‌های مختلفی نزدیک به انتهای آن ادامه یابد شبیه‌سازی‌هایی را اجرا کرده و به این نتیجه رسیده‌اند که نوع سه‌مخروطی از دو نوع دیگر ضریب نیروی مقاوم (درگ) کمتری دارد؛ نوع دومخروطی از دو نوع دیگر پایداری بیشتری دارد و بیشترین حجم محموله در شرایط ثابت در این نوع قابل انباشتن است. البته خواص دو نمونه جدیدتر به هم نزدیک‌تر است تا به نمونه قدیمی‌تر از سرهای جنگی موشک‌های شهاب.
سه نوع کلاهک روی سه نسل از موشک شهاب
هرچند در این تحلیل‌ها از فرضیات ساده‌کننده هم استفاده شده است اما با توجه به یکسان گرفتن عوامل تأثیرگذار مختلف برای هر سه نوع، می‌توان به این نتایج توجه و اعتماد نسبی کرد.
سر جنگی موشک‌های دوربرد از جو خارج شده و پس از طی بخش قابل توجهی از مسیر خود در خارج از آن مجدداً به جو بازگشته و به‌سوی هدف سرازیر می‌شود. در این شرایط و با توجه به نبود هدایت، کلاهک پایدارتر مناسب‌تر است پس منطقی خواهد بود که در نسل‌های جدید شهاب، قیام و سجیل خبری از نوع مخروطی ساده نباشد.
با توجه به کم بودن ضریب نیروی مقاوم طرح کلاهک سه مخروطی، رسیدن موشک سجیل به سرعت تا 12 ماخ (بیش از 4000 متر بر ثانیه) به‌هنگام اصابت به هدف ممکن شده است. البته به‌گفته وزیر اسبق دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح، سردار احمد وحیدی سر جنگی برخی از موشک‌های بالستیک ایرانی به سرعت 14 تا 15 برابر سرعت صوت یا ماخ (در حدود 4600 تا 5000 متر بر ثانیه) رسیده و قابلیت اجرای عملیات ضد کشتی در برد بلند را دارد. این موشک و سر جنگی آن را می‌توان سریعترین سلاح موشکی ایرانی دانست.
موشک دوربرد سجیل با کلاهک سه‌مخروطی
متخصصان کشورمان با بهرهگیری از طرح‌های موجود و اجرای محاسباتی که دارای پیچیدگیهای علمی و فنی بالایی بوده و اجرای آنها با استفاده از اَبَررایانه‌ها نیز زمان زیادی در حد چند هفته به‌طول می‌انجامد اقدام به بهسازی طرح کلاهک موشک‌های کشورمان نمودهاند.
علاوه بر محاسبات آیرودینامیکی و دینامیک پروازی، تولید موادی که درجه حرارت بسیار بالای ایجادشده در چنین سرعتهایی را تحمل کرده و امکان اتمام مأموریت را به سر جنگی بدهد نیز از مسائل بسیار پیچیده در رسیدن به این موفقیت است.
یکی از راه‌حل‌های موجود در دنیا برای حل مشکل حرارت تولیدی در سرعت‌های بالا استفاده از موادی با نقش "از بین رونده" یا "فناشونده" است که با سوختن این ماده مطابق الگویی مشخص، بخش‌های زیر این پوشش سالم باقی مانده و موشک به پرواز ایمن خود ادامه می‌دهد. محاسبه نحوه سوختن این مواد که گرافیت یکی از انواع آنها است و طراحی و ساخت پوششی از جنس آنها که مطابق الگوی مدنظر بسوزد از فعالیت‌های علمی سنگین و پیچیده محسوب می‌شود. در تصویر سر جنگی موشک سجیل، بخش سیاه‌رنگ جلویی، همان بخش فناشونده است.
با توجه به شباهت سر جنگی جدید موشک خرمشهر با نمونه‌های دومخروطی و سه‌مخروطی موشک‌های شهاب‌ــ3 و قدر، می‌توان گمانه‌زنی کرد که احتمالاً این سر جنگی جدید برای رسیدن به پایداری بیشتر برای افزایش دقت در سر جنگی فاقد هدایت تا لحظه آخر و همچنین بالاترین سرعت در فاز نهایی پرواز، بهینه شده است، به این ترتیب احتمال مورد اصابت قرار گرفتن آن توسط سامانه‌های پدافند ضدموشکی دشمن کمتر می‌شود.
آنچه مهم است، روند بهبود طرح‌ها و ادامه داشتن فعالیت‌های متخصصان صنعت موشکی کشور به‌سمت طرح‌های بهینه‌تر و توسعه قابلیت‌های عملیاتی محصولات این صنعت است که بهسازی‌های مختلف مشاهده‌شده روی انواع موشک‌ها خصوصاً تجهیز موشک‌های قدیمی به کلاهک هدایت‌شونده تا لحظه آخر از جمله این فعالیت‌های مهم است.
انتهای پیام/+
