تسليحات انرژي جنبشي
يك شكافنده انرژي جنبشي (كه به نام اسلحه KE نيز شناخته ميشود) نوعي مهمات مانند يك فشنگ است كه ماده منفجره اي ندارد و از انرژي جنبشي براي شكافتن هدف استفاده ميكند.
اين شرايط را ميتوان به هر نوع سلاح شكافنده زره تعميم داد ولي معمولا به نوع مدرن اين سلاحها اشاره دارد مانند
armor-piercing fin-stabilized dicarding sabot كه به اختصار APFSDS ناميده ميشود و به نوع بلند شكافنده ميگويند و براي فشنگهاي كوچك استفاده نميشود.
تكنيك مقابل اين شكافنده ها، شكافنده هاي شيميايي هستند.
دونوع شكافنده شيميايي در حال استفاده وجود دارد
1- ضد زره انفجار قوي (HEAT)2- ضد زره سر خرد شونده (HESH)
اين شكافنده ها در گذشته به صورت گسترده در برابر زره ها استفاده ميشد و هنوز هم در اين زمينه كار ميكند ولي اين شكافنده در مقابل زره هاي چند سازه اي مدرن مانند Chobham كه در تانكهاي امروزي استفاده ميشوند كم اثر ترند.
اصل كلي در شكافنده انرژي جنبشي آن است كه از انرژي جنبشي خود كه معادله اي بين جرم و سرعت است براي شكافتن زره استفاده ميكند.
قدرت تخريب اسلحه هاي KE مدرن بوسيله موارد زير به حداكثر رسيده است :
1- شليك با سرعت بسيار بالا؛ جرم موشك با سرعت مبادله ميشود و افزايش انرژي جنبشي با مربع سرعت صورت ميگيرد. 2- تمركز نيرو بر يك ناحيه كوچك در حالي كه رابطه با جرم زياد حفظ ميشود.
3- به حداكثر رساندن جرم در فضاي اشغال شده توسط موشك ولو آنكه كوچك باشد كه براي اين منظور از فلزهاي سنگين مانند اورانيوم غني شده استفاده ميشود.
تاريخچه
توليد تسليحات KE از دو صورت طراحي توپخانه تركيب ميشود؛ سرعت بسيار بالاي مازل و نيروي متمركز شده. سرعت بالا بوسيله استفاده موشك با پايه كم جرم و سطح مقطع بزرگ در پرتابگر بدست مي آيد.شليك يك موشك كوچك كه در يك پوسته كم وزن خارجي قرار داشته باشد sabot ناميده ميشود كه باعث افزايش سرعت ميگردد. پس از بيرون آمدن موشك از پرتابگر ديگر نيازي به sabot نميباشد و از آن جدا ميشود.آلمان در جنگ جهاني دوم براي بالاتر بردن برد تسليحات ضد هوايي خود تحت نام Treibspiegel از Sabot استفاده مي كرد.
پيش از آن از نمونه چوبي آن در بين پرتاب كننده و موشك استفاده ميشد. sabot يك لعت فرانسوي است كه نام نوعي كفش چوبي است كه در بعضي از كشورهاي اروپايي استفاده مي شده است.
تمركز نيرو در يك ناحيه كوچك با جايگزيني فلز تك كه معمولا استيل است با نوعي آلياژ كه از دو نوع فلز تشكيل شده است (هسته تنگستن و پوسته از يك فلز سبكتر) بدست مي آيد.
اين طراحي به عنوان شكافنده زره چند سازه جامد شناخته ميشود. هسته در اين نوع طراحي در زمان برخورد تاثير بيشتري نسبت به سري از همان نوع و اندازه فلز ام به صورت پهن تر دارد.( گرچه مقاومت هوا و ديگر مقاومت ها براي پوسته با سايز يكسان برابر است).
بين سالهاي 1941 و 1943، بريتانيا دو تكنيك را در APDS تركيب كرد. sabot با پوسته فلزي بيروني APCR(چند سازه جامد) جايگزين شد كه در زمان پرتاب سطح مقطع بزرگي را براي بدست آوردن حداكثر شتاب در اختيار مي گذاشت.
طراحي مدرن
APDS پايه طراحي تسليحات KE است. پيشرفتهاي منطقي براي بلندتر كردن و كوچك كردن سطح مقطع برخورد انجام شد گرچه طول زياد و نازك از نظر آيروديناميكي ناپايدار است و با تكانهاي شديد مواجه ميشود كه نتيجه آن دقت پايين است.معمولا براي جلوگيري از اين منظور پوسته ها بوسيله به چرخش در آوردن موشك حول محور خودش به آن پايداري ميبخشند كه به جز موارد معدودي اين روش كارآمد است.
اين كار شامل اضافه كردن پره مانند آنچه در تيرو كمان وجو دارد مشود كه APFSDS نيز يك موشك ثبات بويله پره است.
اشكال اين روش در آن است كه گردش از انرژي جنبشي خطي كم ميكند، چون مقداري از اين انرژي به انرژي جنبشي گردشي تبديل شده است و باعث كم شدن اثر برخورد ميشود. اين تسليحات معمولا از پرتابگرهاي بدون خان پرتاب ميشوند؛ كاري كه آلمان، روسيه، امريكا، فرانسه و چين در تانكهايشان انجام ميدهند. البته امكان شليك از پرتابگرهاي خان دار نيز وجود دارد.
شكافنده هاي KE براي تانكها مدرن معمولا فقط 2 تا 3 سانتيمتر قطر و 50 الي 60 سانتيمتر طول دارند؛ با توليد شكافنده مدرن تر، طول آنها در حال افزايش و قطر آنها در حال كاهش است.
براي به حداكثر رساندن انرژي جنبشي شكافنده بايد از فلزات سنگين مانند تنگستن يا اورانيو غني شده ساخته شوند. سختي شكافنده اهميت كمتري دارد ولي همچنان يكي از فاكتورها نفوذ در مكانيزم نابودي است به همين خاطر از آنجاييكه اورانيوم به خودي خود سخت نيست از آلياژ آن با نيكل و/يا روي استفاده مي شود.
منفعت ديگر استفاده از اورانيوم آتش زا بودن آن است؛ قطعات گرم شده شكافنده بعد از برخورد با شكافنده در تماس با هوا مشتعل ميشوند. علاوه بر آن شكافنده هاي اورانيومي حالت مهم زنجيره برشي عايق گرما به خود ميگيرد كه در زمان برخورد شكستگيهاي اين زنجيره باعث شكافتن و پوساندن مداوم ماده ميشود. فرسايش حالت مخروطي دارد ولي در ديگر فلزات مانند تنگستن حالتي به نام قارچي بوجود مي آيد.
كشورهاي معدودي از اورانيوم غني شده كه هزينه تمام شده آن نسبت به تنگستن كمتر است استفاده ميكنند كه دليل آن ضرر محيطي و سلامتي است و همچنيني براي استفاده از اين تسليحات كشورها بايد برنامه غني سازي فعال داشته باشند.
استفاده از اين تسليحات در ميادين جنگ و باقي ماندن آنها در خوروهاي جنگي و تاثير تشعشعات آن براي سلامتي عمومي قابل توجه است.
سرعت APFSDS ها برا اساس طول و نوع آن فرق ميكند ولي نمونه معمول آن KEW-A1 ساخت جنرال دايناميكس سرعتي معادل 1740 متر بر ثانيه دارد.
سرعت APFSDS ها بين 1400 تا 1850 متر بر ثانيه متغير است. sabot نيز با اين سرعت بالا حركت ميكند تا جدا شود و ممكن است صدها متر را به همين شكل بپيمايد و براي وسايل نقليه سبك و سربازان مهلك باشد.
CKEM
در دهه 80 ارتش امريكا در پي جايگزيني تكنولوژي هاي مربوط به سيستمهاي سنگين ضد تانك بود و در سال 1990 لاكهيد مارتين آزمايشات پروازي موشك انرژي جنبشي را انجام داد و قراردادي براي توليد KEM بسته شد. در سال 1997 و در پي ACTD(برنامه نمايش تكنولوژيهاي پيشرفته) ارتش امريكا قراردادي را براي توليد 12 وسيله نقليه و 144 موشك انرژي جنبشي با لاكهيد مارتين بست.در سال 1999 ارتش امريكا برنامه اي تحت عنوان CKEM (موشك انرژي جنبشي فشرده) براي نسل آينده سلاحهاي ضد تانك آغاز كرد.
پروژه LOSAT تحت برنامه MGM-166 KEM توسط لاكهيد مارتين آغاز شد و 12 واحد آن در اكتبر 2002 تحويل شد و در صحرايي در New Mexico آزمايشات خود را آغاز كرد.
برخي از مشخصات احتمالي موشك CKEM
1 متر طول
2 كيلوگرم وزن
3 تا 8 كيلومتر برد
بيش از 6 ماخ سرعت
موتور سوخت جامد
پس از سه سال آزمايش اين موشك توانست در فوريه 2007 يك تانك T-72 با زره تقويت شده واكنش گر را نابود كند.
HATM
تيمي با رهبري شركت ريتون در راستاي برنامه CKEM و نمايش و ارائه تكنولوژيهاي مورد نياز براي آن به توليد يك سلاح ضد تانك مافوق صوت پرداختند.موشك غير قابل هدايت HATM در آگوست 2002 اولين آزمايش خود را انجام داد.
اين موشك توانايي شليك از ITAS ساخت ريتون و پرتابگرهاي موشك BGM-71 TOW را دارد. اين پرتابگرها بر روي هاموي نصب مي شود.
اين موشكها بيش از 6 ماخ سرعت دارند و بوسيله پره هاي گردشي از لحاظ آيروديناميكي تثبيت شده است.
دومين پرتاب آن در نوامبر 2002 انجام شد و با موفقيت مرحله جدا شدن Sabot را انجام داد.
توانايي انهدام بالا و دارا بودن سرعت بسيار بالا و همچنين قابليت اعتماد و هزينه كمتر باعث شد كه اين موشكها صرفا به عنوان ضد زره به كار نروند و آژانس دفاع موشكي امريكا پروژه اي را تحت عنوان رهگير انرژي جنبشي با قابليت پرتاب از زمين و دريا براي نابود كردن موشكهاي بالستيك را به نورث روپ گرومن بدهد.
اين رهگير، آنطور كه انتظار ميرود قرار است بر ضد موشكهاي بالستيك برد بلند و برد متوسط در تمام فازهاي پروازي استفاده شود.
KEI در ابتدا براي هدف قرار دادن موشك در فاز بوست يعني درست بعد از شليك طراحي شده بود. در اين فاز موقعيت موشك قابل پيش بيني است و منحرف كننده هانيز نميتوانند استفاده شوند. به هر جهت اوخر MDA اعلام كرده است كه KEI توانايي هدف قرار دادن موشكهاي بالستيك در فاز مياني و فاز پاياني را نيز خواهد داشت.
KEI چگونه كار ميكند
اين سيستم شامل پرتابگرهاي زمين پايه و پرتابگرهاي دريا پايه است كه در ناوشكنهاي نيروي دريايي و احتمالا قسمتي از برنامه Aegis ميباشد كه پس از تكميل اين سيتم قادر است اهداف را در 5 دقيقه اول پروازشان نابود كند.هر پرتابگر زمين پايه دو موشك را حمل ميكند و هر سيستم آتشبار آن شامل 5 پرتابگر است كه با هواپيماهايي مانند C-17 قابل حمل است.
يك سيستم C2BMC (فرماندهاي و كنترل و مديريت جنگ و ارتباطات) كه شامل 6 هاموي است با اين سيستم در ارتباط است و از آنجاييكه KEI رادار و سنسورهاي خود را ندارد C2BMC از ديگر سيستمهاي برنامه BMD مانند رادار جاسوسي AN/SPY-1 و ردياب و شناسايي فضاپايه (STSS) و يا ديگر رادارهاي X-Band دريا پايه استفاده مي كند.
هنگاميكه يك موشك بالستيك شليك شود، ابتدا توسط سنسورهاي ماهواره اي شناسايي ميشود و اطلاعات به C2BMC فرستاده ميشود، سپس رادار AN/SPY-1 شناسايي و رديابي را برعهده ميگيرد و رهگير شليك ميشود، سپس رادار پيش اخطار Cobra Dane رديابي هدف را تصحيح ميكند، وسيله كشتن ماوراجو يا EKV ساخت ريتون از موشك جدا ميشود، هدف را ردياب ميكند و اطلاعات خود را با َAegis SPY-1 به روز رساني و تصحيح ميكند و در نهايت با استفاده از انرژي جنبشي حاصل از برخورد هدف را كاملا نابود ميكند.
هر كشوري كه توانايي توليد سلاح هاي تخريب سنگين را دارد مسلما توانايي توليد منحرف كننده ها را دارد، سرجنگي تنها شي نيست كه از يك موشك جدا ميشود، منحرف كننده هايي نيز وجود دارند كه EKV را در پردازش گيج ميكند، ساده ترين و موثرترين منحرف كننده ها بالونهاي ميلر هستند، سر جنگي نيز ميتواند درون اين بالونها قرار گيرد و از آجايي كه هيچ نيروي كششي در بالاي جو وجود ندارد بالونها هم مانند هر شي ديگري پرواز مي كنند.
تشخيص بالون پر از خالي نيز در بيرون جوبسيار مشكل است، ولي برنامه نويسان ردياب EKV توانسته اند با DOD در عمل يك بالون خالي از پر و يك منحرف كننده از سرجنگي را تشخيص دهند؛ از روي شكل، روشني و ...
ولي چيزي كه آژانس را نگران ميكند اين است كه قرار دادن يك بالون ميلر اضافي فقط چند هزار چوب آب ميخورد ولي هر EKV در حال حاضر 100 ميليون دلار ارزش دارد و بخاطر همين مورد است كه براي اطمينان از اينكه در تشخيص منحرف كننده از سر جنگي اشتباه نشده است ما نميتوانيم چند هزار EKV آماده شليك در هر لحظه داشته باشيم و براي همين آژانس بدنبال پروژه هايي نيز هست كه بتواند موشك را در فاز پاياني هدف قرار دهد (مانند سيستمهاي ليزري).
هر موشك KEI 36 فوت طول و 36 اينچ عرض دارد و 2.5 تا 3 برابر سرعت ميانگين معمول موشكهاي بالستيك ميتواند پرواز كند و همين آن را سريعترين در نوع خود ميكند، براي رسيدن به اين سرعت، مراحل اول و دوم فاز بوست در مدت 60 ثانيه با هم ميسوزند و سرعت آن را به 6 كيلومتر در ثانيه مي رسانند.
فراوري : محسن مرادي
بخش دانش و زندگي تبيان
منابع:
ميليتاري،TFTS
