تصاویر و جزئیات آخرین دستاورد موشکی ایران | تولید نسل جدید موشک‌های سپاه با مواد مرکب

به گزارش همشهری آنلاین به نقل از تسنیم، رونمایی از موشک رعد-500 و موتور راکتی فضایی سلمان که با جدیدترین فناوری های صنعت موشکی طراحی و ساخته شده اند، در کنار خبر نمایش قطعات زیرسامانه های مهم پهپاد گلوبال هاوک آمریکا، جزو معدود اخبار خوش دفاعی در دهه فجر امسال بوده که همگی حاصل کار نیروی هوافضای سپاه هستند.

رعد-500 با استفاده از جدیدترین فناوری سازه های مواد مرکب یا کامپوزیت غیر فلزی ساخته شده است. با توجه به تنش های مختلفی که روی اجزاء سازه و بدنه موشک ها در مراحل مختلف پرواز اثر می کنند، جنس ماده ای که در ساخت این بخش ها به کار می رود باید تحمل تمامی شرایط فوق را داشته باشد.

در آخرین لحظه پیش از شلیک، تمام اجزاء در سرعت و شتاب صفر قرار دارند. پس از روشن شدن موتور که با شروع فرایند احتراق صورت می پذیرد، ظرف چند ثانیه نیروی رانش موشک به حدی می رسد که از پرتابگر جدا شود. در این لحظه، شتاب و به بیان دیگر، نیروی بسیار زیادی به تمام اجزاء موشک از جمله سازه و بدنه وارد می شود. در زمان کوتاهی با رسیدن نیروی رانش به بیشترین مقدار، نیروی وارده به سازه و بدنه نیز به حداکثر خود می رسد و تنها پس از ثابت شدن نیروی رانش، تنش های ناشی از افزایش رانش از بین می رود.

اما این بخشی از ماجرا است. با کوچکترین تغییر در مسیر حرکت، شتاب های دیگری ناشی از این حرکتها به سازه و بدنه و سایر اجزاء وارد می شود. به علاوه بارهای ارتعاشی با منابع تولید مختلف نیز به اجزاء موشک وارد می شود. به این موارد باید تنش های ناشی از بارهای حرارتی را نیز اضافه کرد که منابع اصلی آن احتراق موتور و اصطکاک هوا با بدنه بیرونی است. ماده تشکیل دهنده باید تحمل تمامی این تنش ها را داشته باشد. فلزات از دیرباز به عنوان مقاوم ترین نوع ماده در کاربردهای صنعتی شناخته می شدند. آلیاژهای متنوع آلومینوم، تیتانیوم و فولاد، پرکاربردترین نوع فلزات در ساخت محصولات هوافضایی بوده اند. اما با پیشرفت صنایع، به مرور مواد مرکب حرفهایی برای گفتن پیدا کردند. ماده مرکب به ماده ای گفته می شود که از چند ماده مختلف ساخته می شود. مواد مرکب یا کامپوزیت به طور کلی از یک ماده به عنوان تقویت کننده و یک ماده به عنوان بستر یا زمینه تشکیل شده است که فصل مشترک مشخصی داشته و با یکدیگر مخلوط نمی شوند. ماده تقویت کننده و زمینه می توانند فلزی، سرامیکی یا پلیمری باشند.

الگوی 45 درجه ای الیاف در یک ماده مرکب ساخته شده با فیبر کربن

مواد مرکب پلیمری، سبک ترین نوع این مواد هستند که به طور گسترده در 30 سال اخیر، جای پای خود را در صنعت هوافضا باز کرده و تثبیت کرده اند. این مواد در عین خواص مکانیکی بسیار خوب، چگالی و به بیان دیگر، وزن پائینی دارند در نتیجه کاربرد آنها سبب کاهش وزن چشمگیر قطعات و اجزاء می شود. اما خواص مکانیکی و حرارتی مواد مرکب پلیمری، به مرور بهتر شدند تا قابلیت جایگزینی با فلزات را پیدا کنند. در گذشته درصد بسیار اندکی از اجزاء یک وسیله هوایی از این نوع مواد ساخته می شد اما در دهه های اخیر، به مرور سهم مواد مرکب در ساختار سازه و بدنه وسائل هوایی از جمله بالگردها و هواپیماهای رزمی و تجاری بیشتر شد. برخی از این مواد خصوصاً انواعی که از الیاف کربن استفاده می کنند می توانند چگالی تا 48 درصد کمتر از آلیاژهای مرسوم آلومینیوم داشته باشند. این به معنی کاهش وزن 48 درصدی یعنی تقریباً نصف در یک قطعه با حجم مشابه است. اما در مقایسه با فولاد با چگالی متوسط 7800 کیلوگرم بر متر مکعب، مواد مرکب پلیمری مرسوم در صنعت هوافضا بعضاً تا 82 درصد سبک تر هستند.

استفاده از مواد مرکب پلیمری و کربنی یک مزیت مهم دیگر نیز به دنبال دارد و آن هم کاهش بازتاب راداری این موشک ها است. با توجه به اینکه این مواد بخشی از انرژی امواج رادارهای مرسوم در باندهای فرکانسی بالا را جذب می کنند کار کشف و ردگیری آنها برای رادارهای دشمن سخت تر می شود. البته مواد مرکب کربنی، تحمل بالایی نیز نسبت به درجه حرارتهای بالا دارند که سبب می شود امکان استفاده از آنها به جای فلز و عایق های مورد نیاز در پوسته موتورهای سوخت جامد ممکن شود. پیشران یا موتور راکتی سوخت جامد زهیر بر اساس همین توانمندی برای رعد-500 ساخته شده است.
 

پیشران موشک رعد-500

به گفته فرمانده نیروی هوافضای سپاه، موشک رعد-500 که به طور بسیار گسترده ای در ساخت بدنه بیرونی و بدنه موتور آن از مواد مرکب استفاده شده، وزن یک دوم نسبت به موشک فاتح-110 با بدنه فولادی دارد. جرم کل 3320 کیلوگرم و جرم سرجنگی 448 کیلوگرم برای نسل های آخر فاتح-110 عنوان شده است بنابراین انتظار می رود که رعد-500 در حدود 1650 کیلوگرم جرم داشته باشد که به معنی واقعی کلمه، رقمی اعجاب انگیز است.

در عین حال، رعد-500 به برد بیشتری نیز نسبت به فاتح-110 دست پیدا می کند. این میزان افزایش برد 200 کیلومتر عنوان شده که به معنی 67 درصد افزایش برد نسبت به 300 کیلومتر قابل دستیابی با فاتح-110 خواهد بود. البته ممکن است که تمام کاهش وزن رعد-500 ناشی از استفاده از مواد مرکب نبوده بلکه به واسطه کاهش بسیار زیاد ناشی از استفاده از این مواد، نیاز به سوخت جامد در اندازه موشک قبلی نیز وجود ندارد. بنابراین با فرض ثابت ماندن جرم سرجنگی، کاهش وزن حاصل شده در رعد-500 می تواند شامل دو مؤلفه سبک سازی سازه و بدنه (سهم عمده) و کاستن از میزان سوخت می شود.

بدیهی است که کاهش وزن یک موشک سبب مزیت های متعددی می شود. بهبودهای مختلف در مراحل تولید، حمل و نقل، امکان افزایش برد، امکان افزودن به جرم سرجنگی، امکان به کارگیری تجهیزات بیشتر در زمینه هدایت و ناوبری و نیز امکان ساخت موشک های جدید با ابعاد کوچکتر ولی با همان برد و قدرت تخریب از جمله این موارد است. در مورد اخیر، کاهش ابعاد سبب بهبود قابلیت های راهکنشی (تاکتیکی) و ایجاد امکان به کارگیری تعداد بالاتر موشک نیز می شود.

دستیابی به دانش، فناوری و امکان تولید مواد سبک برای سازه و بدنه سبب می شود تا موشک های جدید با قیمت تمام شده پائین تر و در مواردی سهولت نگهداری و انبارداری از خط تولید خارج شوند. در مورد رعد-500 گفته شده که قیمت تمام شده آن در حال حاضر کمتر از نصف موشک مشابه قبلی است که در آینده و با تولید انبوه، این قیمت باز هم کاهش خواهد یافت. یکی از دلایل مهم این کاهش قیمت، فرایندهای متعدد مورد نیاز برای ساخت فولادهای آلیاژی مقاوم مورد نیاز در موشک های قبلی است. پس از آن برش دادن ورق های فولاد، شکل دهی به شکل استوانه با دقت بالا و سپس جوشکاری لبه ها تنها بخشی از دشواری های ساختن موشکی با بدنه فولادی است. کاهش قیمت تمام شده در موشک های جدید مزیت مهم دیگری را به دنبال دارد و آن هم امکان تولید و به خدمت گیری تعداد بیشتری موشک با یک بودجه یکسان است.

بخشی از فرایند ساخت موشک رعد-500 که با سرعت بالا و تجهیزات غیر پیچیده انجام می شود

دقت بسیار خوب موشک رعد-500 با سرجنگی جدا شونده در اصابت به هدف

دقت نقطه زنی موشک های خانواده فاتح، در رعد-500 نیز حفظ شده است و این موشک با دقت (CEP) بهتر از 30 متر وارد خط تولید شده است. تفاوت های ظاهری متعددی هم بین موشک رعد-500 و فاتح-110 مشاهده می شود که شامل افزایش طول قسمت سرجنگی، تغییر طراحی بالک های کنترلی دماغه، حذف بالک های مثلثی جلوی بالک های پایدارساز انتهای بدنه و تغییر پیکربندی بالک های کنترلی از حالت بعلاوه به ضربدری از جمله این موارد است. با توجه به افزایش دهانه بال در بالک های کنترلی، احتمالاً اثرات جریان downwash یا فرووزش روی بالک های پایدارساز انتهایی کاهش داشته و دیگر نیازی به بالک های مثلثی که نقش منظم سازی خطوط جریان را داشتند نبوده است. این بالک نقش مهم در پایدارسازی موشک های فاتح-110 داشت.

هر دو مجموعه بالک های کنترلی (جلو) و بالک های پایدارساز (عقب) در رعد-500 با پیکربندی ضربدر قرار گرفته اند

بالک های منظم سازی جریان در رعد-500 (سمت چپ) حذف شده اند؛ تصویر راست فاتح-110 است

تغییرات اعمال شده در سرجنگی نیز به دلیل جدا شونده بودن این بخش است. افزایش طول سبب منتقل شده مرکز فشار روی این بخش به سمت جلو و تأمین میزان پایداری مد نظر طراح داشته است. کاهش بازتاب راداری و حتی اثرات حرارتی بدنه با فناوری جدا شدن سرجنگی در موشک رعد-500 سبب دشواری بسیار زیادتر مورد اصابت قرار دادن آن توسط سامانه های دفاع موشکی دشمن می شود.

تفاوت شکل سرجنگی موشک فاتح-110 نسل چهار (بالا) و رعد-500 (پائین)

تفاوت شکل بالک های کنترلی در رعد-500 (راست) و فاتح-110 نسل چهار (چپ)

نکته بسیار مهم دیگر که توسط فرماندهان سپاه نیز تصریح شد، امکان توسعه این فناوری یعنی ساخت مواد مرکب پیشرفته و سبک برای سازه و بدنه در سایر انواع موشک های سطح به سطح و حتی سطح به هوا نیز می شود. موشک های ضد کشتی خلیج فارس و هرمز-2 و موشک ضد رادار هرمز-1 که همگی برد 300 کیلومتری داشته و نیز موشک دزفول با برد 1000 کیلومتر، از کاندیداهای اصلی به کار گیری فناوری جدید مواد سبک در سازه و بدنه هستند. اگر میزان افزایش برد این موشک ها نیز همان 67 درصد در گذر از فاتح-110 به رعد-500 باشد، می توان انتظار نمونه ای از دزفول با برد حدود 1670 کیلومتر را داشت.

موشک های ضد کشتی خلیج فارس و موشک هرمز

در موشک های پدافند هوایی اما اهمیت سبک ساختن دو چندان است. علاوه بر امکان افزایش برد موشک با ابعاد یکسان می توان کوچک و چابک سازی موشک ها در برد یکسان را نیز به دست آورد که سبب افزایش تعداد موشک های قابل به کار گیری در هر پرتابگر می گردد. این امر برای افزایش پایایی رزمی سامانه های پدافند هوایی اهمیت بالایی دارد.

موتور فضایی سلمان (سمت راست) و موشک رعد-500 سمت چپ

جهش های فناوری حاصل شده توسط متخصصان جوان، مؤمن و انقلابی نیروی هوافضای سپاه پاسداران انقلاب اسلامی حاصل شده است، علاوه بر اینکه به سهم خود، عقب افتادگی های ناشی از اتکا و حتی نگاه به خارج داشتن سایر بخش های کشور را به سهم خود جبران می کند، سبب بهبود روزافزون توان دفاعی و تهاجمی کشور در دنیایی که قانون جنگل بر آن حاکم است می شود. توانی که جلوه ای از آن در انهدام پهپاد جاسوسی فوق پیشرفته گلوبال هاوک و در عملیات شهید سلیمانی علیه شیطان بزرگ و سلطان خودخوانده صنعت هوافضا در معرض دید جهانیان قرار گرفت.