تسلیحات مافوق صوت - موشک هایی که مسیرهای ارتفاع پایین را با بیش از پنج برابر سرعت صوت پرواز می کنند - کانون یک مسابقه تسلیحاتی رو به رشد بین ایالات متحده، روسیه و چین (و به تازگی ایران این ادعا را داشته) هستند.
تا به امروز هیچ کشوری این سلاح ها را به طور گسترده مستقر نکرده است، اما بودجه های توسعه رشد کرده و فعالیت های آزمایشی در چند سال گذشته سرعت گرفته است.
hypersonic glide vehicle یا موشک هایپرسونیک (HGV) نوعی کلاهک برای موشک های بالستیک است که می تواند با سرعت مافوق صوت مانور دهد و سُر بخورد، این موشک در ارتباط با موشک های بالستیک برای تغییر قابل توجه مسیر حرکت آنها پس از پرتاب استفاده می شود.
مفهوم HGV ها شبیه به MaRV ها است، اما HGV ها کمی پس از پرتاب از تقویت کننده های موشکی خود جدا می شوند، برخلاف MaRV ها که فقط می توانند درست قبل از برخورد مانور دهند.
موشک های بالستیک متعارف یک مسیر بالستیک قابل پیش بینی را دنبال می کنند و در برابر رهگیری توسط جدیدترین سامانه های موشکی ضد بالستیک (ABM) آسیب پذیر هستند ولی مانورپذیری HGV ها در حین پرواز آنها را غیرقابل پیش بینی می کند و به آنها اجازه می دهد به طور مؤثر از دفاع هوایی فرار کنند.
علیرغم علاقه فزاینده به این سلاح ها، هم در میان ارتش ها و هم در رسانه ها، بسیاری از گفتمان ها در مورد موشک های مافوق صوت بر اساس ادعاهای اثبات نشده در مورد عملکرد ظاهراً انقلابی آنها است.
ارزیابی‌های مبتنی بر شواهد نادر است، اما تحلیل‌های فنی اخیر نشان داده است که بسیاری از باورهای رایج در مورد قابلیت‌های سلاح مافوق صوت، از اغراق تا دروغ‌های آشکار را شامل می‌شود.
برای رسیدگی به این اطلاعات نادرست، UCS اخیراً میزبان بحثی در مورد ابعاد فنی و اجتماعی توسعه سلاح های مافوق صوت بود، شرکت کنندگان سوالات زیادی را ارسال کردند که بسیار بیشتر از آن چیزی بود که در این رویداد مطرح می شد در ادامه به برخی از سوالات متداول (FAQ) پاسخ داده شده است.
بخش اول این سؤالات متداول به فناوری سلاح های مافوق صوت می پردازد، در حالی که قسمت دوم به نقش این سلاح ها در سیاست های امنیتی جهانی می پردازد.
انواع مختلف سلاح های مافوق صوت کدامند؟
سلاح های مافوق صوت تقویت کننده-گلاید چگونه با موشک های بالستیک مقایسه می شود؟
آیا سلاح های مافوق صوت می توانند کلاهک هسته ای حمل کنند؟
سلاح های مافوق صوت چگونه به سمت اهداف خود هدایت می شوند؟
آیا سلاح های مافوق صوت دقیق تر از موشک های موجود هستند؟
آیا دفاع موثر در برابر سلاح های مافوق صوت وجود دارد؟
آیا خودروهای مافوق صوت کاربرد صلح آمیز دارند؟
1. انواع مختلف سلاح های مافوق صوت کدامند؟
اصطلاح «سلاح مافوق صوت» معمولاً به دو دسته متمایز از فناوری موشکی اشاره دارد: سلاح‌های تقویت‌کننده و موشک‌های کروز مافوق صوت. این فناوری‌ها اساساً در نحوه تولید نیروی نیروی محرکه لازم برای حرکت خود به سمت اهداف دور متفاوت هستند.
موشک‌های بوست-گلاید از وسایل نقلیه سرخورده‌ای تشکیل شده‌اند که در جلوی تقویت‌کننده‌های راکتی نصب می‌شوند، دقیقاً شبیه موشک‌هایی که فضاپیما را به مدار می‌فرستند. این تقویت کننده ها حاوی مقادیر زیادی پیشران - سوخت و یک اکسید کننده شیمیایی هستند.
واکنش بین این مواد یک انفجار شدید انرژی آزاد می کند و موشک را به سرعت های بالا شتاب می دهد.
هنگامی که سوخت آنها تمام می شود، معمولاً چند دقیقه پس از پرواز، این موشک ها از گلایدر جدا می شوند و دوباره به زمین می افتند (بسیاری از موشک ها دارای چندین مرحله موشک هستند که به ترتیب جدا می شوند).
گلایدر در پرواز بدون نیرو به سمت هدف خود ادامه می دهد در عین حال گلایدر می تواند از نیروهای آیرودینامیکی برای ایجاد بالابر و مانور استفاده کند، موتور یا پیشران حمل نمی کند و بنابراین نمی تواند نیروی رانش اضافی ایجاد کند.
از آنجایی که سلاح های بوست-گلاید تقویت کننده های موشکی خود را فقط برای مدت کوتاهی حمل می کنند، این تقویت کننده ها می توانند بسیار بزرگ و سنگین باشند.
استفاده از راکت‌های بزرگ به سلاح‌های بوست-گلاید اجازه می‌دهد تا به سرعت‌های بسیار بالا (تا بیش از بیست برابر سرعت صوت) دست یابند و آنها را به سریع‌ترین سلاح‌های مافوق صوت تبدیل می‌کند.
برخلاف سلاح‌های بوست-گلاید، موشک‌های کروز مافوق صوت موتورهای خود را در طول پرواز با خود حمل می‌کنند.
بنابراین این موتورها باید نسبتاً کوچک و سبک باشند و حداکثر سرعتی که این موشک‌ها می‌توانند به دست آورند را محدود کنند به این ترتیب موشک‌های کروز مافوق صوت ممکن است تا حدود ده برابر سرعت صوت حرکت کنند، که بسیار کندتر از آن چیزی است که تسلیحات تقویت‌کننده می‌توانند به آن دست یابند.
موتورهایی که موشک‌های کروز مافوق صوت را به کار می‌برند، به عنوان اسکرام جت (رام جت‌های احتراقی مافوق صوت) شناخته می‌شوند، اینها موتورهای تنفس هوا هستند، به این معنی که به طور مداوم هوای مجاور را جذب می کنند، که سپس قبل از خروج از موتور، از طریق احتراق با سوخت واکنش نشان می دهد.
بنابراین موشک‌های کروز مافوق صوت، مانند موشک نیازی به اکسیدکننده ندارند، و همچنین نیازی به فشرده‌سازی فعال هوای ورودی ندارند، زیرا حرکت سریع رو به جلو آنها این کار را انجام می‌دهد. این موتورها نیروی رانش را برای تقریباً کل پرواز موشک کروز مافوق صوت ایجاد می کنند.
در مقایسه با تقویت‌کننده‌های موشک، اسکرام جت‌ها یک فناوری کمتر توسعه‌یافته هستند. بنابراین، در کوتاه‌مدت، بیشتر سلاح‌های مافوق صوت مستقر شده احتمالاً از انواع بوست-گلاید خواهند بود.
2. سلاح های مافوق صوت تقویت کننده-گلاید چگونه با موشک های بالستیک مقایسه می شود؟
موشک‌های بالستیک، مانند سلاح‌های مافوق صوت تقویت‌کننده، در قسمت جلوی تقویت‌کننده‌های موشکی که پس از تمام شدن پیشرانش جدا می‌شوند، شتاب می‌گیرند. موشک‌های بالستیک کلاهک‌های انفجاری خود را در وسایل نقلیه ورود مجدد حمل می‌کنند که مانند گلایدرهای مافوق صوت، در بقیه مسیرهای خود در پرواز بدون نیرو حرکت می‌کنند.
از آنجایی که موشک‌های بالستیک و سلاح‌های تقویت‌کننده مافوق صوت بر روی راکت‌های مشابه یا یکسان پرتاب می‌شوند، به حداکثر سرعت یکسانی می‌رسند. منطقه اصلی که این دو کلاس از فناوری موشکی در آن تفاوت دارند، در ارتفاع پرواز است.
پس از فرسودگی تقویت کننده، خودروهای ورود مجدد موشک های بالستیک در مسیری که تقریباً به طور کامل توسط گرانش کنترل می شود، به سمت فضای بیرونی ادامه می دهند. آنها می توانند برای پرواز بین قاره ای به ارتفاعات حدود 1000 کیلومتر برسند، قبل از اینکه گرانش آنها را به سطح زمین بکشاند.
از سوی دیگر، گلایدرهای مافوق صوت، در اوایل پرواز به اتمسفر شیرجه می‌زنند، سپس در مسیری هموار بالا می‌روند و در ارتفاعات ده‌ها کیلومتری در جو می‌لغزند. از آنجایی که گلایدرها نزدیک به سطح زمین می مانند، این امکان پرواز مستقیم بیشتری را نسبت به موشک های بالستیک به سمت اهداف خود فراهم می کند.
با این حال پرواز در ارتفاع پایین نیز آنها را در معرض پسای اتمسفر قرار می دهد، زیرا برخلاف خلاء فضای بیرونی، جو زمین با هوای نسبتاً متراکم پر شده است.
محاسبات نشان می‌دهد که اثرات کندی درگ به قدری زیاد است که موشک‌های بالستیک موجود که در حال حاضر مستقر شده‌اند، می‌توانند در زمان کمتری نسبت به زمانی که یک سلاح مافوق صوت برای رسیدن به همان هدف لازم است، به سمت اهداف دور پرواز کنند.
بنابراین علیرغم مسیرهای پرواز مستقیم تر، سلاح های مافوق صوت نمی توانند با زمان تحویل کوتاه موشک های بالستیک برابری کنند.
3. آیا سلاح های مافوق صوت می توانند کلاهک هسته ای حمل کنند؟
برای ارسال کلاهک هسته ای، یک وسیله نقلیه فقط باید به اندازه کافی بزرگ باشد که بتواند وسیله انفجاری را نگه دارد و به اندازه کافی قدرتمند باشد که جرم آن را به یک هدف دور برساند. هر دو با بسیاری از طرح های اسلحه های مافوق صوت فعلی قابل دستیابی هستند.
کلاهک های مدرن می توانند بسیار کوچک باشند و وزن آنها در حدود 100 کیلوگرم باشد و این کسری از جرم یک گلایدر مافوق صوت معمولی است که ممکن است حدود 1000 کیلوگرم وزن داشته باشد.
سلاح‌های مافوق صوت نه تنها قادر به حمل کلاهک هسته‌ای هستند، بلکه در حال حاضر دقیقاً برای این منظور مستقر می‌شوند. موشک آوانگارد روسیه که یک موشک مافوق صوت بین قاره ای است، به عنوان یک سیستم مسلح هسته ای مستقر شده است.
به گفته مقامات دفاعی آمریکا، موشک DF-17 چین که حامل گلایدر مافوق صوت DF-ZF است، برای حمل مواد منفجره معمولی یا هسته‌ای طراحی شده است.
طبق گفته وزارت دفاع، برنامه های مافوق صوت فعلی ایالات متحده کاملاً غیرهسته ای هستند. با این حال اسناد فاش شده نشان می دهد که این وزارتخانه درخواست کار قراردادی بر روی یک اصلاح مافوق صوت در موشک های ICBM مجهز به سلاح هسته ای دارد که در حال حاضر در حال توسعه است.
این نشان می دهد که حداقل علاقه به سلاح های مافوق صوت مجهز به سلاح هسته ای وجود دارد.
4. سلاح های مافوق صوت چگونه به سمت اهداف خود هدایت می شوند؟
مانند همه موشک‌ها، سلاح‌های مافوق صوت می‌توانند از تکنیک‌های مختلفی برای تعیین و ردیابی موقعیت و حرکت خود استفاده کنند که امکان هدایت دقیق را فراهم می‌کند.
یکی از ابزارهای رایج، هدایت اینرسی است که در آن شتاب‌سنج‌ها و ژیروسکوپ‌های داخل هواپیما، هر حرکت موشک را در طول پرواز ثبت می‌کنند تا بدون نیاز به نگاه کردن به هیچ مرجع خارجی، حرکت آن را ردیابی کنند.
دقت موقعیت بهتری را می توان با تعیین موقعیت موشک نسبت به نقاط مرجع خارجی مانند زمین نزدیک به هدف موشک، ستارگان در آسمان، یا ماهواره هایی مانند ماهواره هایی که شامل سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) هستند، به دست آورد.
برخلاف هدایت اینرسی، این تکنیک‌ها به دسترسی به دنیای خارج نیاز دارند: حسگرهایی که می‌توانند زمین یا ستاره‌ها را تشخیص دهند، یا توانایی دریافت سیگنال‌های رادیویی.
این اشکال ارتباطی به طور منحصر به فردی در طول پرواز مافوق صوت چالش برانگیز هستند و پرواز با سرعت زیاد از طریق جو باعث گرم شدن شدید هوای اطراف می شود.
در سرعت‌های به اندازه کافی بالا (بیش از دوازده برابر سرعت صوت) گرمایش می‌تواند برای یونیزه کردن اتم‌هایی که هوای اطراف را تشکیل می‌دهند، کافی باشد و الکترون‌ها را تحریک کند تا از این اتم‌ها جدا شوند.
این امر هوای مجاور را به پلاسمایی تبدیل می کند که در آن ذرات باردار تمایل به جذب امواج رادیویی دارند و باعث خاموشی ارتباط می شوند.
در آزمایش های قبلی پرواز مافوق صوت در جو، چنین خاموشی هایی باعث از بین رفتن ارتباط با ماهواره های GPS شده و هدایت موشک را تخریب می کند.
5. آیا سلاح های مافوق صوت دقیق تر از موشک های موجود هستند؟
تسلیحات مافوق صوت هیچ مزیتی در دقت ذاتی نسبت به فناوری های موشکی فعلی ندارند.
ابتدا موشک مافوق صوت بوست-گلاید را در نظر بگیرید و اینها مانند موشک‌های بالستیک برای تحویل دقیق با موانعی روبرو هستند: باد، تغییرات چگالی هوا، آسیب به سطوح آیرودینامیکی ناشی از گرمایش اتمسفر و غیره.
در واقع خودروی مافوق صوت بسیاری از این موارد را برای مدت طولانی‌تری نسبت به موشک‌های بالستیک تجربه می‌کند. ، زیرا در بخش بیشتری از مسیر پرواز خود در جو می ماند.
سلاح های مافوق صوت قادر به مانور دادن برای تصحیح انحرافات از مسیر پرواز ایده آل هستند و می توانند این کار را برای مدت بسیار طولانی تری نسبت به موشک های بالستیک انجام دهند. اما مانورهای اصلاحی مورد نیاز برای تحویل دقیق معمولا کوچک هستند.
موشک‌های بالستیک مجهز به وسایل نقلیه (سلاح های) قابل مانور (MaRV)، فناوری‌ای که ایالات متحده دهه‌ها پیش توسعه داده است، می‌توانند این تنظیمات جزئی مسیر را در دوره کوتاه پرواز جوی هنگام نزدیک شدن به اهداف خود انجام دهند. (زمان مانور عامل محدود کننده دقت موشک نیست)
در ادامه موشک کروز مافوق صوت را در نظر بگیرید، اینها اساساً نسخه‌های سریع‌تر موشک‌های کروز موجود هستند و سرعت بیشتر دقت را افزایش نمی‌دهد. آنها با همان چالش هایی مواجه هستند که وسایل نقلیه بوست-گلاید.
علاوه بر این یکی از چالش‌های اصلی در توسعه موتورهای اسکرام جت که این موشک‌ها را نیرو می‌دهند، دشواری حفظ جریان هوای پایدار از طریق موتور در سرعت‌های مافوق صوت است. این می تواند مانور و اصلاح مسیر را محدود کند، زیرا مانورهای بزرگ ممکن است این جریان هوا را مختل کند.
6. آیا دفاع موثر در برابر سلاح های مافوق صوت وجود دارد؟
دفاع موشکی موجود عموماً در برابر موشک‌های بالستیک سریع و دوربرد عملکرد ضعیفی دارد، به‌ویژه زمانی که از فریب‌ها یا سایر اقدامات متقابل استفاده می‌شود. وقتی صحبت از سلاح های مافوق صوت می شود، وضعیت تقریباً مشابه است.
گسترده ترین نوع سیستم دفاعی به دنبال رهگیری موشک ها در مرحله پایانی پرواز است، زیرا موشک به هدف خود نزدیک می شود و در اینجا تسلیحات مافوق صوت ممکن است نسبت به موشک های بالستیک در یک نقطه ضعف قرار داشته باشند.
هر دو تسلیحات مافوق صوت و موشک های بالستیک دارای قابلیت مانور مشابهی در این مرحله از پرواز هستند، با این فرض که دومی مجهز به یک وسیله نقلیه مانور ورود مجدد (MaRV) است.
بنابراین هر دو می توانند در حال پرواز بچرخند و سعی کنند از رهگیرها فرار کنند.
با این حال یک سلاح مافوق صوت معمولاً در این مرحله بسیار کندتر از یک موشک بالستیک پرواز می‌کند، زیرا پرواز طولانی‌مدت آن در جو، سرعت اولیه‌اش را از دست می‌دهد. این امر آن را در برابر رهگیری آسیب پذیرتر می کند.
همچنین پدافند میانی وجود دارد که هدف آن رهگیری موشک های بالستیک در مراحل میانی پرواز، قبل از نزدیک شدن به اهداف است که در این مرحله از پرواز، موشک‌های بالستیک از فضای بیرونی عبور می‌کنند، بنابراین دفاع‌های میانی موجود برای رهگیری در خارج از جو طراحی شده‌اند.
سلاح های مافوق صوت، که در جو حرکت می کنند، در زیر دسترس دفاع های میانی موجود پرواز می کنند و آنها را دور می زنند.
در نهایت، این تفاوت‌ها بین موشک‌های مافوق صوت و بالستیک کمتر از آن چیزی است که به نظر می‌رسد. هر موشکی که با سرعت بسیار بالا حرکت می کند و برای مقابله با رهگیرها طراحی شده باشد، خواه موشک بالستیک باشد یا یک سلاح مافوق صوت، شانس خوبی برای دور زدن سیستم های دفاعی موجود خواهد داشت.
7. آیا خودروهای مافوق صوت کاربرد صلح آمیز دارند؟
وسایل نقلیه ای که می توانند با سرعت های مافوق صوت برای مدت طولانی پرواز کنند، کاربردهای فعلی و بالقوه زیادی دارند، فراتر از استفاده از آنها به عنوان سلاح. شاید قابل توجه ترین این کاربردهای صلح آمیز در اکتشاف فضای بیرونی باشد.
هواپیماهای فضایی - وسایل نقلیه ای که هم می توانند در فضای بیرونی سفر کنند و هم در جو سیاره ای سر بخورند - امکان بازگشت امن ماموریت های فضایی به زمین و استفاده مجدد از وسیله نقلیه برای ماموریت های آینده را فراهم می کنند.
شاتل فضایی ایالات متحده نمونه ای از چنین سیستمی بود که بارگیری های مافوق صوت متعددی را انجام داد.
با توجه به اهمیت این کاربردهای صلح‌آمیز فناوری‌های مافوق صوت، تلاش‌ها برای محدود کردن توسعه یا استقرار سلاح‌های مافوق صوت باید با دقت انجام شود تا اثرات آنها بر تحقیقات صلح‌آمیز مافوق صوت به حداقل برسد.
ماهیت استفاده دوگانه این فناوری همچنین نشان دهنده فرصتی برای تلاش برای کند کردن یا توقف مسابقه تسلیحاتی مافوق صوت است. سرمایه‌گذاری‌های تا به امروز، از جمله در آموزش و زیرساخت، می‌تواند به سرعت به استفاده در کاربردهای صلح‌آمیز، مانند توسعه فضاپیماهای بهتر تبدیل شود.
سلاح‌های بوست-گلاید معمولاً برای جلوگیری از سیستم‌های دفاع موشکی موجود، یا با مانور مداوم یا با پرواز در ارتفاعات پایین‌تر برای کاهش زمان هشدار طراحی شده‌اند.
لینک سایت مرجع
مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.
