تسلیحات انرژی جنبشی

این شرایط را میتوان به هر نوع سلاح شكافنده زره تعمیم داد ولی معمولا به نوع مدرن این سلاحها اشاره دارد مانند

armor-piercing fin-stabilized dicarding sabot كه به اختصار APFSDS نامیده میشود و به نوع بلند شكافنده میگویند و برای فشنگهای كوچك استفاده نمیشود.

تكنیك مقابل این شكافنده ها، شكافنده های شیمیایی هستند.

1- ضد زره انفجار قوی (HEAT)

2- ضد زره سر خرد شونده (HESH)

این شكافنده ها در گذشته به صورت گسترده در برابر زره ها استفاده میشد و هنوز هم در این زمینه كار میكند ولی این شكافنده در مقابل زره های چند سازه ای مدرن مانند Chobham كه در تانكهای امروزی استفاده میشوند كم اثر ترند.

اصل كلی در شكافنده انرژی جنبشی آن است كه از انرژی جنبشی خود كه معادله ای بین جرم و سرعت است برای شكافتن زره استفاده میكند.

1- شلیك با سرعت بسیار بالا؛ جرم موشك با سرعت مبادله میشود و افزایش انرژی جنبشی با مربع سرعت صورت میگیرد.

2- تمركز نیرو بر یك ناحیه كوچك در حالی كه رابطه با جرم زیاد حفظ میشود.

3- به حداكثر رساندن جرم در فضای اشغال شده توسط موشك ولو آنكه كوچك باشد كه برای این منظور از فلزهای سنگین مانند اورانیوم غنی شده استفاده میشود.

تولید تسلیحات KE از دو صورت طراحی توپخانه تركیب میشود؛ سرعت بسیار بالای مازل و نیروی متمركز شده. سرعت بالا بوسیله استفاده موشك با پایه كم جرم و سطح مقطع بزرگ در پرتابگر بدست می آید.شلیك یك موشك كوچك كه در یك پوسته كم وزن خارجی قرار داشته باشد sabot نامیده میشود كه باعث افزایش سرعت میگردد. پس از بیرون آمدن موشك از پرتابگر دیگر نیازی به sabot نمیباشد و از آن جدا میشود.

آلمان در جنگ جهانی دوم برای بالاتر بردن برد تسلیحات ضد هوایی خود تحت نام Treibspiegel از Sabot استفاده می كرد.

پیش از آن از نمونه چوبی آن در بین پرتاب كننده و موشك استفاده میشد. sabot یك لعت فرانسوی است كه نام نوعی كفش چوبی است كه در بعضی از كشورهای اروپایی استفاده می شده است.

تمركز نیرو در یك ناحیه كوچك با جایگزینی فلز تك كه معمولا استیل است با نوعی آلیاژ كه از دو نوع فلز تشكیل شده است (هسته تنگستن و پوسته از یك فلز سبكتر) بدست می آید.

این طراحی به عنوان شكافنده زره چند سازه جامد شناخته میشود. هسته در این نوع طراحی در زمان برخورد تاثیر بیشتری نسبت به سری از همان نوع و اندازه فلز ام به صورت پهن تر دارد.( گرچه مقاومت هوا و دیگر مقاومت ها برای پوسته با سایز یكسان برابر است).

بین سالهای 1941 و 1943، بریتانیا دو تكنیك را در APDS تركیب كرد. sabot با پوسته فلزی بیرونی APCR(چند سازه جامد) جایگزین شد كه در زمان پرتاب سطح مقطع بزرگی را برای بدست آوردن حداكثر شتاب در اختیار می گذاشت.

APDS پایه طراحی تسلیحات KE است. پیشرفتهای منطقی برای بلندتر كردن و كوچك كردن سطح مقطع برخورد انجام شد گرچه طول زیاد و نازك از نظر آیرودینامیكی ناپایدار است و با تكانهای شدید مواجه میشود كه نتیجه آن دقت پایین است.معمولا برای جلوگیری از این منظور پوسته ها بوسیله به چرخش در آوردن موشك حول محور خودش به آن پایداری میبخشند كه به جز موارد معدودی این روش كارآمد است.

این كار شامل اضافه كردن پره مانند آنچه در تیرو كمان وجو دارد مشود كه APFSDS نیز یك موشك ثبات بویله پره است.

اشكال این روش در آن است كه گردش از انرژی جنبشی خطی كم میكند، چون مقداری از این انرژی به انرژی جنبشی گردشی تبدیل شده است و باعث كم شدن اثر برخورد میشود. این تسلیحات معمولا از پرتابگرهای بدون خان پرتاب میشوند؛ كاری كه آلمان، روسیه، امریكا، فرانسه و چین در تانكهایشان انجام میدهند. البته امكان شلیك از پرتابگرهای خان دار نیز وجود دارد.

شكافنده های KE برای تانكها مدرن معمولا فقط 2 تا 3 سانتیمتر قطر و 50 الی 60 سانتیمتر طول دارند؛ با تولید شكافنده مدرن تر، طول آنها در حال افزایش و قطر آنها در حال كاهش است.

برای به حداكثر رساندن انرژی جنبشی شكافنده باید از فلزات سنگین مانند تنگستن یا اورانیو غنی شده ساخته شوند. سختی شكافنده اهمیت كمتری دارد ولی همچنان یكی از فاكتورها نفوذ در مكانیزم نابودی است به همین خاطر از آنجاییكه اورانیوم به خودی خود سخت نیست از آلیاژ آن با نیكل و/یا روی استفاده می شود.

منفعت دیگر استفاده از اورانیوم آتش زا بودن آن است؛ قطعات گرم شده شكافنده بعد از برخورد با شكافنده در تماس با هوا مشتعل میشوند. علاوه بر آن شكافنده های اورانیومی حالت مهم زنجیره برشی عایق گرما به خود میگیرد كه در زمان برخورد شكستگیهای این زنجیره باعث شكافتن و پوساندن مداوم ماده میشود. فرسایش حالت مخروطی دارد ولی در دیگر فلزات مانند تنگستن حالتی به نام قارچی بوجود می آید.

كشورهای معدودی از اورانیوم غنی شده كه هزینه تمام شده آن نسبت به تنگستن كمتر است استفاده میكنند كه دلیل آن ضرر محیطی و سلامتی است و همچنینی برای استفاده از این تسلیحات كشورها باید برنامه غنی سازی فعال داشته باشند.

استفاده از این تسلیحات در میادین جنگ و باقی ماندن آنها در خوروهای جنگی و تاثیر تشعشعات آن برای سلامتی عمومی قابل توجه است.

سرعت APFSDS ها برا اساس طول و نوع آن فرق میكند ولی نمونه معمول آن KEW-A1 ساخت جنرال داینامیكس سرعتی معادل 1740 متر بر ثانیه دارد.

سرعت APFSDS ها بین 1400 تا 1850 متر بر ثانیه متغیر است. sabot نیز با این سرعت بالا حركت میكند تا جدا شود و ممكن است صدها متر را به همین شكل بپیماید و برای وسایل نقلیه سبك و سربازان مهلك باشد.

در دهه 80 ارتش امریكا در پی جایگزینی تكنولوژی های مربوط به سیستمهای سنگین ضد تانك بود و در سال 1990 لاكهید مارتین آزمایشات پروازی موشك انرژی جنبشی را انجام داد و قراردادی برای تولید KEM بسته شد. در سال 1997 و در پی ACTD(برنامه نمایش تكنولوژیهای پیشرفته) ارتش امریكا قراردادی را برای تولید 12 وسیله نقلیه و 144 موشك انرژی جنبشی با لاكهید مارتین بست.

در سال 1999 ارتش امریكا برنامه ای تحت عنوان CKEM (موشك انرژی جنبشی فشرده) برای نسل آینده سلاحهای ضد تانك آغاز كرد.

پروژه LOSAT تحت برنامه MGM-166 KEM توسط لاكهید مارتین آغاز شد و 12 واحد آن در اكتبر 2002 تحویل شد و در صحرایی در New Mexico آزمایشات خود را آغاز كرد.

1 متر طول

2  كیلوگرم وزن

3 تا 8 كیلومتر برد

بیش از 6 ماخ سرعت

موتور سوخت جامد

پس از سه سال آزمایش این موشك توانست در فوریه 2007 یك تانك T-72 با زره تقویت شده واكنش گر را نابود كند.

تیمی با رهبری شركت ریتون در راستای برنامه CKEM و نمایش و ارائه تكنولوژیهای مورد نیاز برای آن به تولید یك سلاح ضد تانك مافوق صوت پرداختند.

موشك غیر قابل هدایت HATM در آگوست 2002 اولین آزمایش خود را انجام داد.

این موشك توانایی شلیك از ITAS ساخت ریتون و پرتابگرهای موشك BGM-71 TOW را دارد. این پرتابگرها بر روی هاموی نصب می شود.

این موشكها بیش از 6 ماخ سرعت دارند و بوسیله پره های گردشی از لحاظ آیرودینامیكی تثبیت شده است.

دومین پرتاب آن در نوامبر 2002 انجام شد و با موفقیت مرحله جدا شدن Sabot را انجام داد.

توانایی انهدام بالا و دارا بودن سرعت بسیار بالا و همچنین قابلیت اعتماد و هزینه كمتر باعث شد كه این موشكها صرفا به عنوان ضد زره به كار نروند و آژانس دفاع موشكی امریكا پروژه ای را تحت عنوان رهگیر انرژی جنبشی با قابلیت پرتاب از زمین و دریا برای نابود كردن موشكهای بالستیك را به نورث روپ گرومن بدهد.

این رهگیر، آنطور كه انتظار میرود قرار است بر ضد موشكهای بالستیك برد بلند و برد متوسط در تمام فازهای پروازی استفاده شود.

KEI  در ابتدا برای هدف قرار دادن موشك در فاز بوست یعنی درست بعد از شلیك طراحی شده بود. در این فاز موقعیت موشك قابل پیش بینی است و منحرف كننده هانیز نمیتوانند استفاده شوند. به هر جهت اوخر MDA اعلام كرده است كه KEI توانایی هدف قرار دادن موشكهای بالستیك در فاز میانی و فاز پایانی را نیز خواهد داشت.

این سیستم شامل پرتابگرهای زمین پایه و پرتابگرهای دریا پایه است كه در ناوشكنهای نیروی دریایی و احتمالا قسمتی از برنامه Aegis میباشد كه پس از تكمیل این سیتم قادر است اهداف را در 5 دقیقه اول پروازشان نابود كند.

هر پرتابگر زمین پایه دو موشك را حمل میكند و هر سیستم آتشبار آن شامل 5 پرتابگر است كه با هواپیماهایی مانند C-17 قابل حمل است.

یك سیستم C2BMC (فرماندهای و كنترل و مدیریت جنگ و ارتباطات) كه شامل 6 هاموی است با این سیستم در ارتباط است و از آنجاییكه KEI رادار و سنسورهای خود را ندارد C2BMC از دیگر سیستمهای برنامه BMD مانند رادار جاسوسی AN/SPY-1 و ردیاب و شناسایی فضاپایه (STSS) و یا دیگر رادارهای X-Band دریا پایه استفاده می كند.

هنگامیكه یك موشك بالستیك شلیك شود، ابتدا توسط سنسورهای ماهواره ای شناسایی میشود و اطلاعات به C2BMC فرستاده میشود، سپس رادار AN/SPY-1 شناسایی و ردیابی را برعهده میگیرد و رهگیر شلیك میشود، سپس رادار پیش اخطار Cobra Dane ردیابی هدف را تصحیح میكند، وسیله كشتن ماوراجو یا EKV ساخت ریتون از موشك جدا میشود، هدف را ردیاب میكند و اطلاعات خود را با َAegis SPY-1 به روز رسانی و تصحیح میكند و در نهایت با استفاده از انرژی جنبشی حاصل از برخورد هدف را كاملا نابود میكند.

هر كشوری كه توانایی تولید سلاح های تخریب سنگین را دارد مسلما توانایی تولید منحرف كننده ها را دارد، سرجنگی تنها شی نیست كه از یك موشك جدا میشود، منحرف كننده هایی نیز وجود دارند كه EKV را در پردازش گیج میكند، ساده ترین و موثرترین منحرف كننده ها بالونهای میلر هستند، سر جنگی نیز میتواند درون این بالونها قرار گیرد و از آجایی كه هیچ نیروی كششی در بالای جو وجود ندارد بالونها هم مانند هر شی دیگری پرواز می كنند.

تشخیص بالون پر از خالی نیز در بیرون جوبسیار مشكل است، ولی برنامه نویسان ردیاب EKV توانسته اند با DOD در عمل یك بالون خالی از پر و یك منحرف كننده از سرجنگی را تشخیص دهند؛ از روی شكل، روشنی و ...

ولی چیزی كه آژانس را نگران میكند این است كه قرار دادن یك بالون میلر اضافی فقط چند هزار چوب آب میخورد ولی هر EKV در حال حاضر 100 میلیون دلار ارزش دارد و بخاطر همین مورد است كه برای اطمینان از اینكه در تشخیص منحرف كننده از سر جنگی اشتباه نشده است ما نمیتوانیم چند هزار EKV آماده شلیك در هر لحظه داشته باشیم و برای همین آژانس بدنبال پروژه هایی نیز هست كه بتواند موشك را در فاز پایانی هدف قرار دهد (مانند سیستمهای لیزری).

هر موشك KEI 36 فوت طول و 36 اینچ عرض دارد و 2.5 تا 3 برابر سرعت میانگین معمول موشكهای بالستیك میتواند پرواز كند و همین آن را سریعترین در نوع خود میكند، برای رسیدن به این سرعت، مراحل اول و دوم فاز بوست در مدت 60 ثانیه با هم میسوزند و سرعت آن را به 6 كیلومتر در ثانیه می رسانند.

فراوری : محسن مرادی

بخش دانش و زندگی تبیان

منابع:

میلیتاری،TFTS