تسلیحات انرژی جنبشی

یک شکافنده انرژی جنبشی (که به نام اسلحه KE نیز شناخته میشود) نوعی مهمات مانند یک فشنگ است که ماده منفجره ای ندارد و از انرژی جنبشی برای شکافتن هدف استفاده میکند.

---

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

armor-piercing fin-stabilized dicarding sabot که به اختصار APFSDS نامیده میشود و به نوع بلند شکافنده میگویند و برای فشنگهای کوچک استفاده نمیشود.

تکنیک مقابل این شکافنده ها، شکافنده های شیمیایی هستند.

1- ضد زره انفجار قوی (HEAT)

دونوع شکافنده شیمیایی در حال استفاده وجود دارد

2- ضد زره سر خرد شونده (HESH)

 این شکافنده ها در گذشته به صورت گسترده در برابر زره ها استفاده میشد و هنوز هم در این زمینه کار میکند ولی این شکافنده در مقابل زره های چند سازه ای مدرن مانند Chobham که در تانکهای امروزی استفاده میشوند کم اثر ترند.

اصل کلی در شکافنده انرژی جنبشی آن است که از انرژی جنبشی خود که معادله ای بین جرم و سرعت است برای شکافتن زره استفاده میکند.

قدرت تخریب اسلحه های KE مدرن بوسیله موارد زیر به حداکثر رسیده است :

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

2- تمرکز نیرو بر یک ناحیه کوچک در حالی که رابطه با جرم زیاد حفظ میشود.

3- به حداکثر رساندن جرم در فضای اشغال شده توسط موشک ولو آنکه کوچک باشد که برای این منظور از فلزهای سنگین مانند اورانیوم غنی شده استفاده میشود.

تولید تسلیحات KE از دو صورت طراحی توپخانه ترکیب میشود؛ سرعت بسیار بالای مازل و نیروی متمرکز شده. سرعت بالا بوسیله استفاده موشک با پایه کم جرم و سطح مقطع بزرگ در پرتابگر بدست می آید.شلیک یک موشک کوچک که در یک پوسته کم وزن خارجی قرار داشته باشد sabot نامیده میشود که باعث افزایش سرعت میگردد. پس از بیرون آمدن موشک از پرتابگر دیگر نیازی به sabot نمیباشد و از آن جدا میشود.

تاریخچه

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

پیش از آن از نمونه چوبی آن در بین پرتاب کننده و موشک استفاده میشد. sabot یک لعت فرانسوی است که نام نوعی کفش چوبی است که در بعضی از کشورهای اروپایی استفاده می شده است.

تمرکز نیرو در یک ناحیه کوچک با جایگزینی فلز تک که معمولا استیل است با نوعی آلیاژ که از دو نوع فلز تشکیل شده است (هسته تنگستن و پوسته از یک فلز سبکتر) بدست می آید.

این طراحی به عنوان شکافنده 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 یکسان برابر است).

بین سالهای 1941 و 1943، بریتانیا دو تکنیک را در APDS ترکیب کرد. sabot با پوسته فلزی بیرونی APCR(چند سازه جامد) جایگزین شد که در زمان پرتاب سطح مقطع بزرگی را برای بدست آوردن حداکثر شتاب در اختیار می گذاشت.

APDS پایه طراحی تسلیحات KE است. پیشرفتهای منطقی برای بلندتر کردن و کوچک کردن سطح مقطع برخورد انجام شد گرچه طول زیاد و نازک از نظر آیرودینامیکی ناپایدار است و با تکانهای شدید مواجه میشود که نتیجه آن دقت پایین است.معمولا برای جلوگیری از این منظور پوسته ها بوسیله به چرخش در آوردن موشک حول محور خودش به آن پایداری میبخشند که به جز موارد معدودی این روش کارآمد است.

طراحی مدرن

این کار شامل اضافه کردن پره مانند آنچه در تیرو کمان وجو دارد مشود که APFSDS نیز یک موشک ثبات بویله پره است.

اشکال این روش در آن است که گردش از انرژی جنبشی خطی کم میکند، چون مقداری از این انرژی به انرژی جنبشی گردشی تبدیل شده است و باعث کم شدن اثر برخورد میشود. این تسلیحات معمولا از پرتابگرهای بدون خان پرتاب میشوند؛ کاری که آلمان، روسیه، امریکا، فرانسه و چین در تانکهایشان انجام میدهند. البته امکان شلیک از پرتابگرهای خان دار نیز وجود دارد.

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

برای به حداکثر رساندن انرژی جنبشی شکافنده باید از فلزات سنگین مانند تنگستن یا اورانیو غنی شده ساخته شوند. سختی شکافنده اهمیت کمتری دارد ولی همچنان یکی از فاکتورها نفوذ در مکانیزم نابودی است به همین خاطر از آنجاییکه اورانیوم به خودی خود سخت نیست از آلیاژ آن با نیکل و/یا روی استفاده می شود.

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

کشورهای معدودی از اورانیوم غنی شده که هزینه تمام شده آن نسبت به تنگستن کمتر است استفاده میکنند که دلیل آن ضرر محیطی و سلامتی است و همچنینی برای استفاده از این تسلیحات کشورها 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 میکند ولی نمونه معمول آن KEW-A1 ساخت جنرال داینامیکس 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 حرکت میکند تا جدا شود و ممکن است صدها متر را به همین شکل بپیماید و برای وسایل نقلیه سبک و سربازان مهلک باشد.

در دهه 80 ارتش امریکا در پی جایگزینی تکنولوژی های مربوط به سیستمهای سنگین ضد تانک بود و در سال 1990 لاکهید مارتین آزمایشات پروازی موشک انرژی جنبشی را انجام داد و قراردادی برای تولید KEM بسته شد. در سال 1997 و در پی ACTD(برنامه نمایش تکنولوژیهای پیشرفته) ارتش امریکا قراردادی را برای تولید 12 وسیله نقلیه و 144 موشک انرژی جنبشی با لاکهید مارتین بست.

CKEM

در سال 1999 ارتش امریکا برنامه ای تحت عنوان CKEM (موشک انرژی جنبشی فشرده) برای نسل آینده سلاحهای ضد تانک آغاز کرد.

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

برخی از مشخصات احتمالی موشک CKEM

1 متر طول

2 کیلوگرم وزن

3 تا 8 کیلومتر برد

بیش از 6 ماخ سرعت

موتور سوخت جامد

پس از سه سال آزمایش این موشک توانست در فوریه 2007 یک تانک T-72 با زره تقویت شده واکنش گر را نابود کند.

 تیمی با رهبری شرکت ریتون در راستای برنامه CKEM و نمایش و ارائه تکنولوژیهای مورد نیاز برای آن به تولید یک سلاح ضد تانک مافوق صوت پرداختند.

HATM

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

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

این موشکها بیش از 6 ماخ سرعت دارند و بوسیله پره های گردشی از لحاظ آیرودینامیکی 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 کمتر باعث شد که این موشکها صرفا به عنوان ضد زره به کار نروند و آژانس دفاع موشکی امریکا پروژه ای را تحت عنوان رهگیر انرژی جنبشی با قابلیت پرتاب از زمین و دریا برای نابود کردن موشکهای بالستیک را به نورث روپ گرومن بدهد.

این رهگیر، آنطور که انتظار میرود قرار است بر ضد موشکهای بالستیک برد بلند و برد متوسط در تمام فازهای پروازی استفاده شود.

KEI در ابتدا برای هدف قرار دادن موشک در فاز بوست یعنی درست بعد از شلیک طراحی شده بود. در این فاز موقعیت موشک قابل پیش بینی است و منحرف کننده هانیز نمیتوانند استفاده شوند. به هر جهت اوخر MDA اعلام کرده است که KEI توانایی هدف قرار دادن موشکهای بالستیک در فاز میانی و فاز پایانی را نیز خواهد داشت.

این سیستم شامل پرتابگرهای زمین پایه و پرتابگرهای دریا پایه است که در ناوشکنهای نیروی دریایی و احتمالا قسمتی از برنامه Aegis میباشد که پس از تکمیل این سیتم قادر است اهداف را در 5 دقیقه اول پروازشان نابود کند.

KEI چگونه کار میکند

هر پرتابگر زمین پایه دو موشک را حمل میکند و هر سیستم آتشبار آن شامل 5 پرتابگر است که با هواپیماهایی مانند C-17 قابل حمل است.

یک سیستم C2BMC (فرماندهای و کنترل و مدیریت جنگ و ارتباطات) که شامل 6 هاموی است با این سیستم در ارتباط است و از آنجاییکه 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 کند.

هنگامیکه یک موشک بالستیک شلیک 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 شلیک میشود، سپس رادار پیش اخطار Cobra Dane ردیابی هدف را تصحیح میکند، وسیله کشتن ماوراجو یا EKV ساخت ریتون از موشک جدا میشود، هدف را ردیاب میکند و اطلاعات خود را با َAegis SPY-1 به روز رسانی و تصحیح میکند و در نهایت با استفاده از انرژی جنبشی حاصل از برخورد هدف را کاملا نابود میکند.

هر کشوری که توانایی تولید سلاح های تخریب سنگین را دارد مسلما توانایی تولید منحرف کننده ها را دارد، سرجنگی تنها شی نیست که از یک موشک جدا میشود، منحرف کننده هایی نیز وجود دارند که EKV را در پردازش گیج میکند، ساده ترین و موثرترین منحرف کننده ها بالونهای میلر هستند، سر جنگی نیز میتواند درون این بالونها قرار گیرد و از آجایی که هیچ نیروی کششی در بالای جو وجود ندارد بالونها هم مانند هر شی دیگری پرواز می کنند.

تشخیص بالون پر از خالی نیز در بیرون جوبسیار مشکل است، ولی برنامه نویسان ردیاب EKV توانسته اند با DOD در عمل یک بالون خالی از پر و یک منحرف کننده از سرجنگی را تشخیص دهند؛ از روی شکل، روشنی و ...

ولی چیزی که آژانس را نگران میکند این است که قرار دادن یک 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 که برای اطمینان از اینکه در تشخیص منحرف کننده از سر جنگی اشتباه نشده است ما نمیتوانیم چند هزار EKV آماده شلیک در هر لحظه داشته باشیم و برای همین آژانس بدنبال پروژه هایی نیز هست که بتواند موشک را در فاز پایانی هدف قرار دهد (مانند سیستمهای لیزری).

هر موشک KEI 36 فوت طول و 36 اینچ عرض دارد و 2.5 تا 3 برابر سرعت میانگین معمول موشکهای بالستیک میتواند پرواز کند و همین آن را سریعترین در نوع خود میکند، برای رسیدن به این سرعت، مراحل اول و دوم فاز بوست در مدت 60 ثانیه با هم میسوزند و سرعت آن را به 6 کیلومتر در ثانیه می رسانند.  

به نقل از Tebyan.net