ایران به فناوری موشک کروز سوپرسونیک دست یافت

متخصصان صنعت دفاعی کشورمان به فناوری طراحی و ساخت موشک‌کروز سوپر سونیک یا مافوق‌صوت دست یافته‌اند.

این موشک که در حقیقت نسل جدیدی از موشک‌های کروز ایرانی است،‌ هم‌اکنون در حال گذراندن آزمایش‌های خود است و فصل جدیدی در قدرت دفاعی کشورمان را آغاز خواهد کرد.

دستیابی به این فناوری از این لحاظ اهمیت دارد که به این ترتیب سرعت موشک‌های کروز ایرانی به‌صورت چشمگیری افزایش پیدا خواهد کرد و مقابله با این موشک‌ها به‌شدت دشوار خواهد بود.

در صنعت هوانوردی از اصطلاح سوپرسونیک و هایپرسونیک برای توصیف سرعت اجسام استفاده می‌شود، هر دوی این کلمات به سرعت فراتر از صوت اشاره دارند، اما تفاوت‌ زیادی بین آن‌ها وجود دارد.

نسبت سرعت اجسام به سرعت صوت با «عدد ماخ» توصیف می‌شود، بنابراین 1 ماخ برابر سرعت صوت، یعنی چیزی حدود 343 متر بر ثانیه است.

برابر این تعریف اجسامی که زیر یک ماخ سرعت دارند «ساب‌سونیک»، اجسامی که بین 1 تا 5 ماخ سرعت دارند «سوپرسونیک» و اجسامی که بیش از 5 ماخ سرعت دارند «هایپرسونیک» نام‌گذاری می‌شوند.

موشک‌های کروز ایرانی تا پیش از این از یک موتور راکتی برای تأمین شتاب اولیه و سپس موتورهای توربوجت ساخت داخل به‌نام‌ «طلوع» برای فاز پیمایشی حرکت خود استفاده می‌کردند.

بهره‌برداری از موتورهای رم‌جت در موشک‌های کروز دریایی و دستیابی به موشک‌های کروز سوپرسونیک (مافوق‌صوت) از آن‌جایی مهم و قابل توجه است که در صورت بروز هرگونه درگیری، قدرت واکنش جمهوری اسلامی ایران را بسیار سریع‌تر خواهد کرد و از سویی فرصت واکنش را نیز از نیروهای مهاجم خواهد گرفت.

این موتورهای جت در نمونه‌های اولیه دارای رانش ثابت و در نمونه‌های پیشرفته‌تر دارای قابلیت کنترل میزان نیروی رانش بودند.

تمامی انواع موتورهای توربین گاز، موتورهای راکتی شامل سوخت مایع و جامد و نیز موتورهای رم‌جت، اسکرم‌جت و... پیشرانه‌هایی هستند که بر اساس قانون عمل و عکس‌العمل کار می‌کنند و از جت خروجی سیال، نیروی رانش را ایجاد می‌کنند. در این بین، موتورهای توربین گاز به‌عنوان موتورهای هواتنفسی و موتورهای راکتی به‌عنوان پیشرانه‌هایی که سوخت و اکسیژن لازم برای احتراق را با خود حمل می‌کنند، بسیار پرکاربرد هستند. هر دو دسته این موتورها قابلیت کار در گستره بسیار وسیعی از سرعت شامل لحظه سکون وسیله تا سرعت‌های بالاتر از سرعت صوت را دارند.

اما بین این پیشرانه‌ها به‌جز راکت سوخت جامد، باقی مدل‌ها دارای اجزاء متعدد مکانیکی‌اند که هم هزینه تمام‌ شده توسعه، ساخت و آزمایش را بالا می‌برند و هم برای کسب قابلیت اطمینان کافی در سری‌های تولیدی باز هم به صرف هزینه‌های بالا احتیاج است. هزینه‌های سنگین دیگری نیز برای دوره عمر این موتورها باید صرف نگهداری و تعمیرات شود.

اما موتور رم‌جت که ایده اولیه آن توسط یک مهندس فرانسوی در 1913 داده شد، به‌طور کلی یک محفظه تقریباً خالی است که تعدادی نازل سوخت‌پاش داخل آن قرار گرفته است و به‌طور عمومی به هیچ جزء مکانیکی متحرک دیگری شامل کمپرسور، توربین، شفت و یا فن (در موتورهای توربوفن) احتیاج ندارد، در نتیجه این نوع موتور فرایند ساخت و تولید ساده‌تری دارد، سبک‌تر و کم‌حجم‌تر است و در دوره عمر نیز هزینه‌های پایینی دارد، به‌علاوه با توجه به اینکه پس از محترق شدن ترکیب هوا و سوخت به‌خلاف موتورهای توربین گاز که گاز داغ به توربین برخورد کرده و برای چرخاندن آن، بخشی از انرژی جنبشی خود را از دست می‌دهد، در موتورهای رم‌جت، هیچ بخشی از انرژی جنبشی گاز حاصل از احتراق توسط هیچ جزئی گرفته نمی‌شود زیرا قطعه متحرکی وجود ندارد که به‌واسطه توربین نیاز به چرخاندن آن وجود داشته باشد.

اما این نوع موتورها دارای یک مشکل بزرگ هستند و آن اینکه برای شروع کار خود، نیاز به دریافت انرژی از منبع بیرونی دارند، به‌بیان ساده‌تر، این موتورها باید توسط موتور دیگری به حرکت درآیند و پس از رسیدن به سرعت مشخصی، قابلیت کار خواهند داشت.

مشکل دیگر این موتورها، پیچیدگی‌های خاص دانشی در مرحله توسعه است تا موتوری با عملکرد بهینه حاصل شود. البته راه دیگر، استفاده از سطوح متحرک در ورودی و خروجی این موتورها برای ایجاد کنترل بهتر روی فرایند تولید نیروی پیشران است.

یکی دیگر از چالش‌های توسعه موتورهای رم‌جت، دشواری کنترل فرایند احتراق در آنها نسبت به موتورهای توربینی که از چندین محفظه احتراق بهره می‌برند است، در واقع رم‌جت‌ها تنها از یک محفظه احتراق استفاده می‌کنند که آن هم خود بدنه داخلی موتور است. مشکل دیگر همین‌جا بروز می‌کند و آن هم مسائل مربوط به انتقال حرارت داخل موتور و مواد مقاوم به حرارت است.

تفاوت موتورهای اسکرم‌جت با رم‌جت نیز در رخ دادن فرایند احتراق در سرعت مافوق صوت در این موتورها است در حالی که در موتور رمجت، سرعت هوا به زیر سرعت صوت در داخل موتور کاهش یافته و احتراق در سرعت فروصوت ولی بالاتر از سرعت جریان در محفظه احتراق موتورهای توربین گاز به انجام می‌رسد. همین لزوم کاهش سرعت در موتور رمجت، عامل کاسته شدن از کارایی آن است به‌طوری که در سرعت‌های بالای 5 ماخ، موتورهای رمجت، بازدهی بسیار پایینی دارند زیرا باید سرعت هوا در داخل آن، به یک‌پنجم کاهش یابد. برای بهبود عملکرد در این شرایط، موتورهای اسکرمجت توسعه یافتند.

لازم به ذکر است توسعه موتورهای اسکرمجت همچنان یکی از موضوعات مورد بررسی در زمینه‌های تحقیقاتی در نیروی هوایی آمریکا است.

کاربرد موتورهای رمجت

با توجه به مطالب فوق و اینکه موتورهای رمجت در صورت طراحی صحیح، بازدهی بالاتری نسبت به موتورهای توربین گاز دارند، علاقمندی بالایی برای به‌کارگیری آنها در موشک‌ها و برخی پهپادها وجود دارد.

چندین نوع موشک پدافند هوایی ساخت انگلیس، آمریکا و شوروی سابق، چند نوع موشک هوا به سطح ضدکشتی و ضدرادار و نیز موشک هوا به هوا با این نوع موتور در دنیا ساخته شده است. در مجموع کشورهای آمریکا، انگلیس، فرانسه، روسیه، چین، تایوان و ژاپن از جمله کشورهایی هستند که موشک‌هایی را با موتور رمجت توسعه داده‌اند.

پهپادهایی که از موتورهای راکتی برای تأمین انرژی اولیه استفاده می‌کنند نیز کاندیدای به‌کارگیری موتورهای رمجت هستند. البته با توجه به اینکه برتری و کارایی موتورهای رمجت در سرعت‌های بالا بیشتر است، در پهپادهایی که برای سرعت‌های فراصوت طراحی می‌شوند مانند پهپادهای هدف این نوع موتور عملکرد بهتری نسبت به انواع توربوجت دارد.

دو نمونه از هواپیماهای سرنشین‌دار و بدون سرنشین برخوردار از موتور رمجت، SR-71 و D-21 هستند که هر دو ساخت شرکت لاکهید و با مأموریت شناسایی بودند. این هواپیماها به سرعت پروازی بالای 3 ماخ دست می‌یافتند. هواپیمای SR-71 از موتور ترکیبی توربوجت و رمجت استفاده کرده و پهپاد D-21 نیز توسط یک هواپیما یا بوستر راکتی، مأموریت خود را شروع می‌کرد.

هواپیمای SR-71

خانواده موشک‌های 3M9 مورد استفاده در سامانه مشهور پدافند هوایی سام‌ــ‌6 روسی که ساخت آن به دهه 1960 میلادی بازمی‌گردد یکی از پرتولیدترین محصولات موشکی با موتور رمجت است. البته یک موتور راکتی سوخت جامد، انرژی اولیه برای حرکت این موشک از سرعت و ارتفاع صفر را تأمین می‌کند.

همچنین بین محصولات جدید موشکی می‌توان به موشک هوا به هوای میان‌برد اروپایی متئور اشاره کرد که از موتور رمجت استفاده کرده و به برد اعلام‌شده 150 کیلومتر دست می‌یابد. این موشک 190 کیلوگرمی از سال 2016 وارد خدمت شده است.

موشک متئور

همچنین موشک‌های کروز خصوصاً انواع ضدکشتی نیز از جمله مشتریان استفاده از موتورهای رمجت هستند. موشک ضدکشتی فراصوت مشهور روسی P-800 اونیکس که به نام یاخونت نیز معروف است، از موتور رمجت برای مراحل پروازی پس از سرعت گرفتن توسط یک شتاب‌دهنده سوخت جامد راکتی استفاده می‌کند.

این موشک توانایی رسیدن به سرعت 1.2 تا 2.5 ماخ (2.5 برابر سرعت صوت) را دارد. نمونه مشترک هند و روسیه از این موشک به‌نام براهموس نیز با سرعت 2.8 ماخ توسعه یافته است. برای مقایسه باید گفت سرعت موشک‌های ضدکشتی کروز فعلی معرفی‌ شده ایران در محدوده زیر یک ماخ است.

یکی دیگر از موشک‌های مشهور ضدکشتی که هم به‌صورت سطح به سطح و هم هوا به سطح استفاده می‌شود و از پیشرانه رمجت استفاده می‌کند، موشک P-270 موسکیت است که به نام سانبرن نیز شناخته می‌شود. این موشک با سرعت 3 برابر سرعت صوت حرکت کرده و به برد بیشینه 250 کیلومتر دست می‌یابد. این موشک چهار ورودی هوا در اطراف بدنه خود دارد که هوای لازم برای موتور رمجت را تأمین می‌کنند.

اما با دستیابی ایران به فناوری موشک‌های کروز مافوق‌صوت در حقیقت ایران به نسل جدید از موتورهای جت به‌نام موتورهای رم‌جت نیز دست یافته است. ازآن‌جایی که برخورداری از این فناوری، ویژگی‌ سرعت را به‌شکل بسیار پررنگی در انواع اشیاء پرنده و سلاح‌های پروازی مانند انواع موشک، پهپاد، گلوله‌های توپخانه و... افزایش می‌دهد، در توسعه تسلیحات نظامی این موتورها به‌طور ویژه‌ای مورد توجه قرار گرفته‌اند.

چندی پیش موشک دوربرد کروز دریایی به‌نام موشک ابومهدی با برد 1000 کیلومتر و با قابلیت حمله به اهداف دریایی در زاویه 360 درجه تحویل نیروهای دریایی ارتش جمهوری اسلامی ایران و سپاه پاسداران انقلاب اسلامی شد و به این ترتیب نیروهای دریایی کشورمان به موشک‌هایی از برد 10 تا 1000 کیلومتر مجهز شده‌اند و قادرند انواع اهداف دریایی را حتی از عمق کشور مورد هدف قرار دهند.

هرچند هنوز اطلاعات بیشتری از ویژگی‌های این موشک جدید و ویژه صنایع هوافضای وزارت دفاع منتشر نشده است اما به‌نظر می‌رسد دستیابی ایران به موشک‌های کروز سوپرسونیک صفحه‌ای جدید از قدرت دفاعی ایران به نمایش بگذارد.