سوخت موشک‌ها؛ از سجیل ۲۰۰۰کیلومتری تا خلیج‌فارس مقتدر

به گزارش خبرگزاری دفاع مقدس به نقل از تسنیم، سوخت یعنی منبعی از انرژی برای تامین نیروی محرکه وسیله مربوطه که میتواند خودرو، ترن، هواپیما یا حتی موشک باشد.

مسلما هر وسیلهای که تحرک دارد باید به منبعی از انرژی متصل باشد و ساختار موتور و سیستم پیشران آن نیز باید متناسب با سوخت طراحی شود.

همانطور که ساختار موتور خودروهای دیزلی با سوخت گازوییل تا حدودی با خودروهای بنزینی تفاوت دارد، در موشکها نیز متناسب با سوخت بکار رفته ساختار موتور تغییر خواهد کرد.

نخستین نسل از موشکهای بالستیک بر اساس سوخت مایع طراحی شدند و در این نوع موشک وجود سوخت مایع و یک اکسیدکننده به صورت همزمان برای انجام احتراق و سیستمهای پیچیده پمپ کننده سوخت نیز الزامیست.

نخستین سوختهای مایع ساخته شده برای موشکها بسیار خطرناک بودند زیرا ذخیره آنها در انبارها و بارگذاری آن در موشک بسیار زمانبر بود.

سوخت مایع برای موشکهای طراحی شده چند دهه قبل باید در مخازنی تا دمای منفی 252 سانتیگراد نگهداری میشد و بارگذاری آن در موشکها باید تا یک ساعت پیش از پرتاب و با پمپهای بسیار قوی صورت میگرفت که این موضوع مهندسان صنایع نظامی را به این فکر انداخت تا طراحی موشکها از موتور گرفته تا نوع سوخت بکار گرفته شده را تغییر دهند.

از مهمترین نکاتی که کارشناسان نظامی بدان اذعان داشتند اهمیت سرعت در زمان عکسالعمل موشکها بود که اتفاقا کاملا وابسته به زمان بارگذاری آنهاست. بنابراین مهندسان به فکر افتادند تا سرعت بارگذاری موشکها را افزایش دهند و در ادامه به این نتیجه رسیدند که بهتر است از پمپهایی با توان و قدرت بالاتر کمک بگیرند تا سرعت انتقال سوخت به موشک را افزایش دهند.

این کار برای نخستین بار با بکارگیری پمپهایی پیشرفته به انجام رسید و طراحان صنایع نظامی توانستند زمان بارگذاری موشکهایی با سوخت مایع را به یک سوم کاهش دهند.

شیمیدانان به تدریج سعی کردند تا به سوختهایی جدید از نوع مایع دست یابند تا هم ذخیره سازی آنها امنتر و راحتتر باشد و در کنار این مزایا زمان بارگذاری آن هم به یک دقیقه برسد.

اما از انجا که نگهداری سوختهای مایع حتی در مکانهای امن نیز ذاتا خطرناک و سرعت در بارگذاری موشکها با امنیت بالا بسیار حائز اهمیت است، دانشمندان صنعت سوخت درصدد برآمدند تا نسل سوم سوختها را با نام "سوخت جامد" طراحی کنند.          

                                                  2 فروند موشک شهاب

سوختهای جامد دارای مزایای قابل توجهی هستند که نحوه ساخت راحتتر و ذخیرهسازی ایمنتر از مهمترین آنهاست اما وزن کمتر این سوختها نسبت به نوع مایع آن به دلیل عدم کاربرد پمپهای پیچیده سنگین باعث میشود تا بتوان از این نوع سوخت در موشکهایی برای برد بالا و وزن کلاهک سنگین استفاده کرد.

به لحاظ فنی در این نوع پیشرانهها از آنجا که اکسیدکننده و سوخت با یکدیگر در یک جعبه دربسته در کنار یکدیگر هستند و در موشک بارگذاری شدهاند، امنیت و سرعت بارگذاری بسیار بالاتر و حتی به چند ثانیه رسیده است.

البته بکارگیری موشکهایی با سوخت جامد آنچنان بیخطر و بیعیب نیست؛ در حالی که در پیشرانههایی با سوخت مایع میتوان نیروی رانش موتور را کنترل و تنظیم کرد اما این قابلیت در موتور موشکهایی با سوخت جامد امکانپذیر نیست.

از دیگر معایب بکارگیری سوخت جامد ایجاد موج شوکی یا احتمال تغییر سرعت ناگهانی در موشک است که بر روی سیستم و سامانههای هدایت و کنترل تاثیر منفی میگذارد و در نتیجه موجب بیدقتی در اصابت به هدف میشود.

جمهوری اسلامی ایران پس از آغاز جنگ عراق علیه ایران و موشک باران شهرها توسط صدام تصمیم گرفت قدرت موشکی خود را بر پایه دانش بومی و صنعت داخلی افزایش دهد تا در این راستا نخستین گامها در جهت تولید موشکهایی بومی با قدرت و توان بالا برداشته شود.

در این راستا ایران در ابتدا بر روی واردات و تولید و مونتاژ موشکهای اسکاد تمرکز کرد؛ موشکهای سوخت مایع کوتاه بردی که تک مرحلهای بوده و حداکثر برد آن بین 280 تا 300 کیلومتر بود و توانایی حمل کلاهک 750 تا 1000 کیلوگرمی داشت.

پس از پایان جنگ جمهوری اسلامی ایران بر پایه دانش فنی خود دریافت که موشکهای اسکاد دریافت شدهC وB در نوع سوخت تفاوت ندارند اما برد نوعC  با کلاهک 700 کیلومتری حدود 200 کیلومتر بیشتر است.اما علت این افزایش برد در واقع مخزن سوخت بزرگتری بود که قابلیت حمل سوخت مایع را موشک افزایش میداد.

این یافته نقطه عطفی در آغاز طراحی موشکهایی بر پایه دانش فنی بومی بود.

در ماه جولای سال 98 میلادی ایران نخستین بار موشک سوخت مایع برد "متوسط" خود را آزمایش کرد و آن را شهاب 3 نامید که تحولی در توانایی و برد موشکهای ایران ایجاد کرد. اما این روند روبه رشد در فناوری بومی تولید موشکهای سوخت مایع ادامه یافت و ایران طی 6 سال و تا سال 2004 دستاوردهای بسیاری در این راستا کسب کرد که سرانجام آن به موشک قدرتمند سوخت مایع قدر انجامید.

در حالی که شهاب3 بردی حدود 1300 کیلومتر با کلاهک 1000 کیلوگرمی داشت، قدر میتوانست چنین کلاهکی را تا حدود 2000 کیلومتر حمل کند. اما توسعه موشکها و راکتهای ایرانی بر پایه سوخت مایع تنها منحصر صنعت نظامی نبود بلکه در راستای اهداف صلح آمیز، ایران توانست برای انتقال ماهوارههای خود به مدارات فضا راکتها و ماهوارهبرهایی را طراحی کند که میتوانست ماهوارههای ایرانی و حتی کشورهای همسایه را به مدارهای پایین و متوسط منتقل کند.

ماهوارهبر سفیر که یک راکت ماهوارهبر دو مرحلهای بود، توانست نخستین ماهواره تماما بومی ایران یعنی امید را در مدار پایین زمین قرار دهد.

ماهوارهبر سفیر که مامور پرتاب ماهوارههای 50 کیلوگرمی به مدارهای زمین بود دارای طولی معادل 22 و قطری به اندازه 1.25 متر بود و توانست تمام ماموریتهای پرتابی خود را با موفقیت به انجام برساند.

این پایان کار نبود و جمهوری اسلامی ایران پس از مدتی در سال 2010 از ماهوارهبر جدیدی رونمایی کرد که سیمرغ نام داشت. این ماهوارهبر که برای انتقال ماهواره به مدارات بالاتر طراحی شده بود بر اساس پیشرانه سوخت مایع کار میکرد و میتوانست ماهوارهای به وزن 100 کیلوگرم را تا مدار 500 کیلومتری منتقل کند.

اما در راستای توسعه صنعت نظامی موشکها، جمهوری اسلامی ایران به فکر توسعه سامانههای پیشرانه سوخت جامد افتاد و درصدد طراحی موشکهایی با موتور سوخت جامد برآمد زیرا همانطور که مطرح شد این دسته از موشکها مزایایی به همراه داشت.

موشک با سوخت جامد موشکی است که نیروی محرکه آن از خروج گازهای داغ ناشی از سوختن یک ماده جامد تأمین میشود و ساختار آنها ساده بوده و از این رو کاربردهای گستردهای در عرصههای نظامی و غیر نظامی دارند.

نخستین گروه از موشکهای نظامی سوخت جامد که جمهوری اسلامی ایران کار بر روی آنها را آغاز کرد، "موشکهای زمین به زمین" بود. در این راستا، ایران در سال 88 میلادی موشکی با نام ایران-130 را تست کرد که حداکثر برد آن به 130 کیلومتر میرسید و در جریان جنگ تحمیلی نیز بکار گرفته شد.

اما در همان سال ایران موشک دیگری را آزمایش کرد که برد آن به 160 کیلومتر میرسید و این موشک نیز کاملا بومی و بر پایه دانش مهندسان و متخصصان آن زمان کشور تولید شد.

صنایع موشکی ایران پس از آن روی به طراحی موشکهای برد کوتاه تاکتیکی آورد و در این راستا دو موشک تندر69 و فاتح 110 را در دست طراحی و تولید قرار داد و سرانجام فاتح110 که موشکی تک مرحلهای سوخت جامد بود در سپتامبر سال 2002 با برد 200 کیلومتر و با موفقیت آزمایش شد تا ایران به صورت رسمی اعلام کند که موفق شده که سوخت جامد و مواد مورد نیاز آن از جمله پودر آلومینیوم و کلرید پتاسیم را خود بسازد.

در ادامه روند پرسرعت و روبه رشد مراکز تحقیقات دفاعی ایران بر روی پروژههای موشکی سوخت جامد ایران، این کشور توانست بر اساس الگوی طراحی فاتح 110 این بار موشکی بالستیک و ضدکشتی طراحی کند که مانند فاتح تک مرحلهای سوخت جامد بوده و با سرعتی بالاتر از صوت قادر است اهدافی تا 300 کیلومتری  را هدف قرار دهد.

گزارش سازمان اطلاعات نیروی دریایی آمریکا نشان میدهد که دقت این موشک ضدکشتی زیر 10 متر است و تمام تجهیزات نظامی دریایی دشمنان ایران در خلیج فارس و دریای عمان را شکار میکند؛ این موشک "خلیج فارس" نام داشت.

                                             موشک بالستیک خلیج فارس

اما کار ایران در راستای طراحی موشکهایی با سوخت جامد تنها به حوزه برد کوتاه محدود نشد و ایران گامهای اساسی و موازی را در حوزه موشکهایی با برد بلند برداشت که نمونه آن موشکهای سجیل بودند.

سجیل2 از دیگر نقاط عطف مهم ایران در طراحی پیشرانههای سوخت جامد است که این موفقیت به تاریخ 20 ماه می سال 2009 و پس از آزمایش موفق این موشک بالستیک بازمیگردد.

این موشک 21 تنی قادر است با کلاهک 1 تنی اهدافی را در فاصله 2000 کیلومتری هدف قرار دهد.

اما نکته مهم در طراحی و ساخت این موشک کاهش زمان بارگذاری و راهاندازی آن است.

آنچه مشخص است رشد توسعه علمی و فناوری ایران در عرصه تولید سوخت موشک با توجه به نوع پیشرانه است که بسته به نوع و تعداد مراحل، موشک میتواند حتی به صورت ترکیبی از جامد و مایع نیز طراحی شود.